Co jsou to samarium kobaltové magnety?
Samarium kobaltové magnety jsou typem magnetů vzácných zemin. Obsah slitiny se pohybuje od asi 25% do 36% hmotnostních samaria. Tyto permanentní, silné magnety jsou zvláště užitečné pro vysokoteplotní aplikace.
Termín vzácná země se nevztahuje na nedostatek minerálů v zemské kůře, ale na relativně nízkou koncentraci sledovaných atomů v ložiscích minerálů vzácných zemin. Protože jsou méně koncentrované, inkluze těchto sloučenin bývá nákladnější. Některé minerály vzácných zemin vykazují permanentní magnetismus, jako je železo a sloučeniny železa. Magnety vyrobené z minerálů vzácných zemin jsou lepší než magnety na bázi železa v tom, že jejich magnetická síla je silnější. Menší části mohou být vyrobeny se stejným magnetickým polem z minerálů vzácných zemin.
Magnetismus je způsoben mírnou distribucí čistého náboje, která není nulová. Na atomové a subatomické úrovni je nejnižší, nejstabilnější energetický stav elektronů a dalších nabitých částic v orbitálech nebo jiných pohybech, které nejsou geometricky symetrické. Tato vlastnost mimo střed je dostatečná k tomu, aby byla přitahována magnetickým pólem Země. V případě lodestonu, přirozeně se vyskytujícího magnetického minerálu, byl zaveden magnetismus, když se hornina ochladila z roztaveného lávového stavu, což dalo atomům čas, aby se vyrovnali s magnetickým polem Země, než byly zamrznuty v pevnou horninu.
Magnetické materiály mají horní teplotní limit, Curieovu teplotu, nad níž materiál již není na atomové nebo molekulární úrovni omezen. Samarium kobaltové magnety jsou na druhém místě pouze u neodymových magnetů, ale mohou být použity při operacích při vyšších teplotách. Curieovy teploty kobaltových magnetů samarium jsou mezi 1100 ° F až 1300 ° F (600 ° C až 710 ° C), s příznivým pracovním rozsahem mezi 500 ° F až 1 000 ° F (250 ° C až 550 ° C).
Síla magnetů se obvykle měří v energetických produktech s jednotkami megagauss-oerstedů nebo MGOe. Teoretický limit je 34MGOe. Samarium kobaltové magnety se pohybují od 16 do 32 MGOe. Přestože mají velmi vysokou magnetickou sílu, jsou velmi křehké a náchylné k prasknutí a štěpení. I manipulace je obtížná, takže obrábění diamantovými řeznými nástroji je vysoce kvalifikovanou operací.
Slitiny používané v kobaltových magnetech samaria jsou dvou typů. První je známý jako řada 1: 5, s poměrem jednoho atomu samaria k pěti atomům kobaltu. Jejich magnetická síla se pohybuje od 16 do 25 MGOe. Série 2:17 označuje spektrum sloučenin s poměry asi dvou samarium k 17 atomům kobaltu. Některé atomy kobaltu mohou být nahrazeny jinými atomy přechodných kovů, jako je železo a měď. Magnetická pevnost těchto slitin se pohybuje od 20 do 32 MGOe.
Magnety samarium kobaltu jsou vyráběny řadou slinovacích a lisovacích kroků. Spékání spojuje malé částice kobaltových materiálů samaria dohromady. Lisovací operace mohou zahrnovat lisovací lisování, s tlakem vyvíjeným z jednoho směru nebo izotatickým lisováním v gumových formách, kde je tlak vyvíjen ve všech směrech. Ve výrobních procesech dochází ke kompromisům mezi tolerancemi, teplotou Curie a magnetickou silou.