Hvad er Samarium-koboltmagneter?
Samarium-koboltmagneter er en type sjælden jordmagnet. Legeringsindholdet varierer fra ca. 25 til 36 vægt% samarium efter vægt. Disse permanente, stærke magneter er især nyttige til høje temperaturer.
Udtrykket sjælden jord refererer ikke til knappe mineraler i jordskorpen, men til den relativt lave koncentration af atomer, der er interesseret i mineraler med sjælden jord. Fordi de er mindre koncentrerede, har ekstraktion af disse forbindelser en tendens til at være dyrere. Visse mineraler med sjældne jordarter udviser permanent magnetisme, såsom jern og jernforbindelser. Magneter fremstillet af mineraler fra sjældne jordarter er overlegne jernbaserede magneter, idet deres magnetiske kraft er stærkere. Mindre dele kan fremstilles med det samme magnetfelt fra mineraler med sjældne jordarter.
Magnetisme skyldes en svag nettoladefordeling, der ikke er nul. På atom- og subatomære niveauer er den laveste, mest stabile energitilstand for elektroner og andre ladede partikler i orbitaler eller andre bevægelser, der ikke er geometrisk symmetriske. Denne off-center karakteristik er tilstrækkelig til at blive tiltrukket af jordens magnetiske pol. I tilfælde af lodsten, et naturligt forekommende magnetisk mineral, blev magnetisme introduceret, når klippen afkøledes fra den smeltede lavatilstand, hvilket gav atomerne tid til at tilpasse sig jordens magnetfelt inden de blev frosset til fast sten.
Magnetiske materialer har en øvre temperaturgrænse, Curie-temperaturen, over hvilken materialet ikke længere er begrænset på det atomære eller molekylære niveau. Samarium-koboltmagneter har kun styrke til neodym-magneter, men kan bruges til operationer med højere temperatur. Curie-temperaturerne for samarium-koboltmagneter er mellem 1.100 ° F til 1.300 ° F (600 ° C til 710 ° C) med et gunstigt arbejdsområde mellem 500 ° F til 1.000 ° F (250 ° C til 550 ° C).
Styrken af magneter måles typisk i energiprodukter med enheder af megagauss-oversteder eller MGOe. Den teoretiske grænse er 34MGOe. Samarium-koboltmagneter varierer fra 16 til 32 MGOe. Selvom de har en meget høj magnetisk kraft, er de ekstremt sprø og tilbøjelige til at bryde og flis. Selv håndtering er vanskelig, så maskinfinish med diamantskæreværktøjer er en meget dygtig operation.
Legeringer brugt i samarium-koboltmagneter er af to typer. Den første er kendt som serie 1: 5, med et forhold mellem et samariumatom og fem koboltatomer. Deres magnetiske styrke varierer fra 16 til 25 MGOe. Serien 2:17 betegner et spektrum af forbindelser med forhold mellem to samarium og 17 koboltatomer. Nogle koboltatomer kan erstattes med andre overgangsmetalatomer, såsom jern og kobber. Magnetstyrken af disse legeringer varierer fra 20 til 32 MGOe.
Magneter af samarium cobalt fremstilles ved en række sintrings- og prestrin. Sintering smelter sammen små partikler af samariumkoboltmaterialerne. Pressefunktionerne kan medføre trykpresse med tryk, der påføres fra en retning eller fra isotatisk presning i gummiforme, hvor trykket påføres i alle retninger. Afvejninger mellem tolerancer, curietemperatur og magnetisk styrke foretages i fremstillingsprocesser.