영구 자석의 실용성은 잔류성의 안정성으로 판단 할 수 있습니다. Br, 고유 보자력 HCJ및 최대 에너지 제품 (BH) 최대 외부 조건에서. 높은 자석 Br 더 강한 자기장 강도를 제공 할 수 있습니다. HCJ 훨씬 더 나은 간섭 방지 기능을 제공 할 수 있습니다. 의 가치 (BH) 최대 영구 자석의 정 자기 에너지를 제공하는 능력을 나타냅니다. 아래 그림에서 볼 수 있습니다. (BH) 최대 자석은 적은 소비로 동일한 자기장 강도를 공급할 수 있으며 영구 자석의 개발 역사는 본질적으로 더 높은 성능을 추구하는 과정입니다.

대부분의 희토류 원소는 RE를 형성 할 수 있습니다.₂Fe₁₄Fe와 B, Nd가있는 B 화합물₂Fe₁₄B 화합물은 이러한 RE 중 가장 높은 포화 자화 및 기능성 자기 결정 이방성 장을 가지고 있습니다.₂Fe₁₄B 화합물. 그 외에도 지각에있는 네오디뮴의 비축량은 상대적으로 풍부하여 공급망 안정성과 비용 우위를 유지할 수 있습니다.

많은 미세 구조 관찰에 따르면 소결 네오디뮴 자석, Nd₂Fe₁₄B 주상과 Nd가 풍부한상은 자기 성능에 미치는 영향으로 인해 가장 잘 알려져 있습니다. Nd₂Fe₁₄B 주상은 소결 자석의 유일한 경자 기상이며 부피 분율은 Br 과 (BH) 최대 Nd-Fe-B 합금의. Nd가 풍부한상은 자성 경화에 중요한 역할을합니다. 소결 네오디뮴 자석. 그 구성, 구조, 분포 및 형태는 공정 조건에 매우 민감합니다. Nd- 풍부상은 바람직하게는 층상 구조의 형태이고 입계 영역에 연속적으로 분포한다.

소결 네오디뮴 자석의 보자력 향상

풍력 발전기, 신 에너지 차량, 에너지 절약 가전 제품, 최신 모바일 지능형 단말기는 모두 소결 된 네오디뮴 자석이 필요합니다. (BH) 최대, 또한 우수한 HCJ. 항상 개선해야 할 중요한 문제입니다. HCJ 여전히 높게 유지하면서 Br 과 (BH) 최대.

본질적인 보자력 소결 네오디뮴 자석 주로 미세 구조와 구성에 영향을받습니다. 미세 구조의 최적화는 입자 정제에 초점을 맞추고 Nd가 풍부한상의 분포를 개선합니다. 주상 입자의 자기 결정 이방성 필드를 개선하기 위해 다른 요소를 추가하여 구성을 최적화 할 수 있습니다. 소결 네오디뮴 자석의 보자력과 주상 입자의 자기 결정 이방성 장 사이에는 양의 관계가 있습니다. 즉, 주상 입자의 자기 결정 이방성이 높을수록 소결 네오디뮴 자석의 보자력이 높아집니다. H_A 다이의₂Fe₁₄B와 Tb₂Fe₁₄B는 Nd보다 상당히 높습니다.₂Fe₁₄B, 그런 다음 주 위상 격자에서 Nd 원자를 대체하기 위해 소량의 Dy 또는 Tb 요소를 추가하면 (Nd, Dy)₂Fe₁₄B 또는 (Nd, Tb)₂Fe₁₄더 높은 H를 가진 B_A 본질적인 보자력을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 자주 사용되는 추가 방법에는 전통적인 합금 공정, 입자 경계 수정 공정 및 입자 경계 확산 공정이 포함됩니다.

합금 공정

합금 공정은 원료에 일정 비율의 HREE Dy 또는 Tb를 첨가하는 것을 말합니다. 소결 네오디뮴 자석, 모든 원소는 용융 과정을 통해 조성의 균질화를 보여줍니다. 소결 된 네오디뮴 자석의 보자력 메커니즘은 반전 된 자기 영역이 주상의 경계 영역에서 핵을 형성하는 경향이 있으며 HREE의 균일 한 분포는 자원 낭비와 비용 상승을 초래한다는 것을 나타냅니다. 무엇보다도 Fe 원자와 Dy 원자 사이의 반 강자성 결합은 심각한 자기 희석 효과를 생성하고 실질적으로 악화됩니다 Br 과 (BH) 최대.

입자 경계 수정 프로세스

HREE의 이용률을 높이고 자기 희석 효과를 피하기 위해 입계 수정 공정을 제안합니다. 첫째, 입계 개질 공정 제조 Nd₂Fe₁₄B 주 합금과 HREE가 풍부한 보조 합금은 각각 특정 비율에 따라 두 합금을 혼합 한 후 압축 및 소결합니다. Dy와 Tb는 소결 과정에서 입계에서 주상 입자로 확산되어 (Nd, Dy)를 형성합니다.₂Fe₁₄B 또는 (Nd, Tb)₂Fe₁₄B 주상의 경계 영역에있는 자기 경화 층으로 인해 역 자기 영역의 핵 생성이 감소합니다. 입계 개질 공정에서도 이용률 또는 HREE를 촉진 시켰지만, HREE는 여전히 주상 입자의 내부에 존재하여 자기 희석 효과를 발생시킵니다. 입계 개질 공정은 후속 입계 확산 공정에 대한 계몽적인 의미를 갖는다.

입자 경계 확산 과정

입자 경계 확산 공정은 자석 표면에 HREE 층을 도입 한 다음 Nd가 풍부한상의 융점 이상에서 진공 열처리를 경험하는 것으로 시작됩니다. 따라서 HREE 요소는 입자 경계를 따라 자석으로 확산되어 (Nd, Dy, Tb)₂Fe₁₄B 주상 입자 주변의 코어-쉘 구조. 그러면 주상의 이방성 장이 향상되고, 그 동안 입계 단계는 더욱 연속적이고 직선적이되어 주상 간의 자기 교환 결합을 약화시킵니다. 입계 확산 공정의 가장 중요한 특징은 자석을 증가시킬 수 있다는 것입니다. HCJ 동시에 높게 유지하면서 Br. 합금 공정과 달리 HREE 원소는 주상으로 들어갈 필요가 없으므로 기존의 고 보자력 소결 네오디뮴 자석에서 HREE의 양과 비용을 크게 절감합니다. 입자 경계는 또한 다음과 같은 합금 공정을 통해 이전에는 상상할 수 없었던 일부 새로운 등급을 제조 할 수 있습니다. N54SH 및 N52UH.

입계 확산 처리는 가공 공정 후에 시행됩니다. HREE 층은 스프레이로 얻을 수 있습니다. 물리적 기상 증착 (PVD), 전기 영동 및 열 증발.

Grain Boundary Diffusion 프로세스의 한계

입자 경계 확산 과정은 주로 자석의 두께에 의해 제한되며 두께가 증가함에 따라 고유 보자력의 향상 정도는 감소합니다. 확산 온도를 높이거나 확산 시간을 연장하면 확산 된 HREE의 깊이와 농도를 높일 수 있으며 HREE 코어-쉘 구조의 부피 분율을 높일 수 있습니다. 그러나 과도한 확산 온도와 시간은 주상의 입자 성장을 초래하는 한편, Nd가 풍부한상의 상 구조와 분포도 변화 할 것입니다.