Hva er Samarium koboltmagneter?
Samarium-koboltmagneter er en type magnet med sjelden jord. Legeringsinnholdet varierer fra 25 til 36 vekt% samarium. Disse permanente, sterke magneter er spesielt nyttige for høye temperaturer.
Begrepet sjelden jord refererer ikke til knappheten på mineralene i jordskorpen, men til den relativt lave konsentrasjonen av atomene som er av interesse i mineraler av sjelden jord. Fordi de er mindre konsentrerte, har ekstraksjon av disse forbindelsene en tendens til å bli mer kostbar. Enkelte mineraler med sjeldne jordarter har permanent magnetisme, som jern og jernforbindelser. Magneter produsert av mineraler fra sjeldne jordarter er overlegne jernbaserte magneter ved at deres magnetiske kraft er sterkere. Mindre deler kan lages med det samme magnetfeltet fra sjeldne jordartsmineraler.
Magnetisme skyldes en svak nettladningsfordeling som ikke er null. På atom- og subatomære nivåer er den laveste, mest stabile energitilstanden til elektroner og andre ladede partikler i orbitaler eller andre bevegelser som ikke er geometrisk symmetriske. Denne sentralkarakteristikken er tilstrekkelig til å bli tiltrukket av jordas magnetiske pol. Når det gjelder lodestone, et naturlig forekommende magnetisk mineral, ble magnetisme introdusert da berget avkjølte seg fra den smeltede lavatilstanden, noe som ga atomene tid til å samkjøre seg med jordas magnetfelt før den ble frosset inn i fast berg.
Magnetiske materialer har en øvre temperaturgrense, Curie-temperaturen, over hvilken materialet ikke er lenge begrenset på atom- eller molekylnivå. Samarium-koboltmagneter er bare andre enn neodym-magneter, men kan brukes i høyere temperaturoperasjoner. Curie-temperaturene på samarium-koboltmagneter er mellom 600 ° C til 710 ° C, med et gunstig arbeidsområde mellom 250 ° C til 550 ° C.
Styrken til magneter måles vanligvis i energiprodukter med enheter av megagauss-oersteds, eller MGOe. Den teoretiske grensen er 34MGOe. Samarium koboltmagneter varierer fra 16 til 32 MGOe. Selv om de har en veldig høy magnetisk kraft, er de ekstremt sprø og utsatt for brudd og flis. Selv håndtering er vanskelig, så maskinbehandling med diamantskjæreverktøy er en meget dyktig operasjon.
Legeringer brukt i samarium koboltmagneter er av to typer. Den første er kjent som serie 1: 5, med et forhold mellom et samariumatom og fem koboltatomer. Deres magnetiske styrke varierer fra 16 til 25 MGOe. Serien 2:17 betegner et spekter av forbindelser med forhold mellom to samarium og 17 koboltatomer. Noen koboltatomer kan erstattes med andre overgangsmetallatomer som jern og kobber. Magnetisk styrke for disse legeringene varierer fra 20 til 32 MGOe.
Magneter av samarium kobolt produseres av en rekke sintrings- og pressetrinn. Sintering smelter sammen små partikler av samariumkoboltmaterialene. Pressoperasjonene kan medføre presspressing, med trykk påført fra en retning eller fra isotatisk pressing i gummiformer, hvor trykk påføres i alle retninger. Avveininger mellom toleranser, curietemperatur og magnetisk styrke gjøres i produksjonsprosesser.