Vad är Samarium koboltmagneter?
Samarium koboltmagneter är en typ av sällsynt jordartsmagnet. Legeringsinnehållet varierar från cirka 25 till 36 viktprocent samarium. Dessa permanenta, starka magneter är särskilt användbara för högtemperaturapplikationer.
Termen sällsynt jord refererar inte till knappheten på mineralerna i jordskorpan, utan till den relativt låga koncentrationen av atomerna som är intresserade av mineraler i sällsynt jord. Eftersom de är mindre koncentrerade tenderar extraktion av dessa föreningar att bli dyrare. Vissa sällsynta jordartsmineraler uppvisar permanent magnetism, som järn och järnföreningar. Magneter tillverkade av sällsynta jordartsmineraler är överlägsna järnbaserade magneter genom att deras magnetiska kraft är starkare. Mindre delar kan tillverkas med samma magnetfält från mineraler från sällsynta jordartsmetaller.
Magnetism beror på en lätt nettoladdistribution som inte är noll. På atom- och subatomära nivåer är det lägsta, mest stabila energitillståndet för elektroner och andra laddade partiklar i orbitaler eller andra rörelser som inte är geometriskt symmetriska. Denna off-center karakteristik är tillräcklig för att lockas av jordens magnetiska pol. När det gäller lodsten, ett naturligt förekommande magnetiskt mineral, infördes magnetism när berget kyldes från det smälta lavatillståndet, vilket gav atomerna tid att anpassa sig till jordens magnetfält innan det frystes till fast berg.
Magnetiska material har en övre temperaturgräns, Curie-temperaturen, över vilken materialet inte är länge begränsat på atom- eller molekylnivå. Samarium-koboltmagneter är förststyrka bara för neodymmagneter, men kan användas vid högre temperaturer. Curie-temperaturerna för samariumkoboltmagneter är mellan 1 100 ° F till 1 300 ° F (600 ° C till 710 ° C), med ett gynnsamt arbetsområde mellan 250 ° C till 550 ° C.
Styrkan hos magneter mäts vanligtvis i energiprodukter med enheter av megagaussstammar, eller MGOe. Den teoretiska gränsen är 34MGOe. Samarium koboltmagneter varierar från 16 till 32 MGOe. Även om de har en mycket hög magnetisk kraft är de extremt spröda och benägna att bryta och hugga. Även hantering är svårt, så maskinbehandling med diamantskärverktyg är en mycket skicklig operation.
Legeringar som används i samariumkoboltmagneter är av två typer. Den första är känd som serie 1: 5, med ett förhållande mellan en samariumatom och fem koboltatomer. Deras magnetiska styrka sträcker sig från 16 till 25 MGOe. Serien 2:17 anger ett spektrum av föreningar med förhållanden på cirka två samarium till 17 koboltatomer. Vissa koboltatomer kan ersättas med andra övergångsmetallatomer som järn och koppar. Magnetstyrkan hos dessa legeringar sträcker sig från 20 till 32 MGOe.
Magneter av samarium kobolt tillverkas av olika sintrings- och presssteg. Sintering smälter samman små partiklar av samariumkoboltmaterialen. Pressoperationerna kan medföra pressning, med tryck applicerat från en riktning eller från isotatisk pressning i gummiformar, där trycket appliceras i alla riktningar. Avvägningar mellan toleranser, Curie-temperatur och magnetstyrka görs i tillverkningsprocesser.