O que são ímãs de cobalto de samário?
Os ímãs de cobalto de samário são um tipo de ímã de terras raras. O teor de liga varia de cerca de 25% a 36% de samário em peso. Esses ímãs permanentes e fortes são especialmente úteis para aplicações de alta temperatura.
O termo terra rara não se refere à escassez de minerais na crosta terrestre, mas à concentração relativamente baixa de átomos de interesse em depósitos minerais de terras raras. Por serem menos concentradas, a extração desses compostos tende a ser mais cara. Certos minerais de terras raras exibem magnetismo permanente, como ferro e compostos de ferro. Os ímãs fabricados com minerais de terras raras são superiores aos ímãs à base de ferro, pois sua força magnética é mais forte. Peças menores podem ser fabricadas com o mesmo campo magnético a partir de minerais de terras raras.
O magnetismo é devido a uma leve distribuição de carga líquida que não é zero. Nos níveis atômico e subatômico, o estado energético mais baixo e mais estável dos elétrons e outras partículas carregadas está em orbitais ou outros movimentos que não são geometricamente simétricos. Essa característica descentralizada é suficiente para ser atraída pelo polo magnético da Terra. No caso da magnetita, um mineral magnético de ocorrência natural, o magnetismo foi introduzido quando a rocha resfriou do estado de lava derretida, dando aos átomos tempo para se alinharem com o campo magnético da Terra antes de serem congelados em rochas sólidas.
Os materiais magnéticos têm um limite de temperatura superior, a temperatura Curie, acima da qual o material não fica mais restrito no nível atômico ou molecular. Os ímãs de cobalto de samário são os segundos em força apenas dos ímãs de neodímio, mas podem ser usados em operações de temperatura mais alta. As temperaturas Curie dos ímãs de cobalto de samário estão entre 600 ° C e 710 ° C (1,100 ° F a 1.300 ° F), com uma faixa de trabalho favorável entre 250 ° C e 550 ° C (500 ° F a 1.000 ° F).
A força dos ímãs é normalmente medida em produtos energéticos com unidades de megagauss-oersteds, ou MGOe. O limite teórico é 34MGOe. Os ímãs de cobalto de samário variam de 16 a 32 MGOe. Embora tenham uma força magnética muito alta, são extremamente frágeis e propensas a quebrar e lascar. Mesmo o manuseio é difícil, portanto, o acabamento da máquina com ferramentas de corte de diamante é uma operação altamente qualificada.
As ligas usadas nos ímãs de cobalto de samário são de dois tipos. O primeiro é conhecido como Série 1: 5, com uma proporção de um átomo de samário para cinco átomos de cobalto. Sua força magnética varia de 16 a 25 MGOe. A série 2:17 designa um espectro de compostos com proporções de cerca de dois samário a 17 átomos de cobalto. Alguns átomos de cobalto podem ser substituídos por outros átomos de metal de transição, como ferro e cobre. A força magnética dessas ligas varia de 20 a 32 MGOe.
Os ímãs de cobalto de samário são fabricados por uma variedade de etapas de sinterização e prensagem. A sinterização funde pequenas partículas dos materiais de cobalto samário. As operações de prensagem podem envolver prensagem sob pressão, com pressão aplicada em uma direção ou prensagem isotática em moldes de borracha, onde a pressão é aplicada em todas as direções. Os trade-offs entre tolerâncias, temperatura Curie e força magnética são feitos nos processos de fabricação.