Ar samario kobalto magnetai gali būti naudojami ilgiau nei dešimt metų – ilgalaikis samariumo kobalto stabilumas aukštoje temperatūroje

Ilgalaikis magnetų stabilumas yra kiekvieno vartotojo rūpestis. Samariumo kobalto (SmCo) magnetų stabilumas yra svarbesnis dėl atšiaurių jų naudojimo sąlygų. 2000 m. Chen^[1]ir Liu^[2]ir kt., tyrė aukštos temperatūros SmCo sudėtį ir struktūrą bei sukūrė aukštai temperatūrai atsparius samariumo-kobalto magnetus. Maksimali darbinė temperatūra (T_maks) SmCo magnetų temperatūra buvo padidinta nuo 350 °C iki 550 °C. Po to Chen ir kt. pagerino SmCo atsparumą oksidacijai, nusodinant nikelį, aliuminį ir kitas dangas ant SmCo magnetų.

2014 m. „MagnetPower“ įkūrėjas daktaras Mao Shoudongas sistemingai tyrė SmCo stabilumą aukštoje temperatūroje, o rezultatai buvo paskelbti JAP.^[3]. Bendri rezultatai yra tokie:

1. KadaSmCoyra aukštoje temperatūroje (500°C, oras), ant paviršiaus lengvai susidaro degradacijos sluoksnis. Degradacijos sluoksnį daugiausia sudaro išorinis apnašas (samariumas yra išeikvotas) ir vidinis sluoksnis (daug oksidų). Pagrindinė SmCo magnetų struktūra buvo visiškai sunaikinta degradacijos sluoksnyje. Kaip parodyta 1 ir 2 paveiksluose.

1 pav. Sm optinės mikrografijos₂Co₁₇magnetai skirtingu laiku izotermiškai apdoroti ore 500 °C temperatūroje. Degradacijos sluoksniai po paviršiais, kurie yra (a) lygiagrečiai ir (b) statmenai c ašiai.

2 pav. GSE mikrografijos ir EDS elementų linijos nuskaitymas per Sm₂Co₁₇Magnetai izotermiškai apdoroti ore 500 °C temperatūroje 192 val.

2. Pagrindinis skilimo sluoksnio susidarymas reikšmingai veikia SmCo magnetines savybes, kaip parodyta 3 paveiksle. Degradacijos sluoksniai daugiausia buvo sudaryti iš Co(Fe) kieto tirpalo, CoFe2O4, Sm2O3 ir ZrOx vidiniuose sluoksniuose ir Fe3O4, CoFe2O4 ir CuO išorinėse svarstyklėse. Co (Fe), CoFe2O4 ir Fe3O4 veikė kaip minkštosios magnetinės fazės, palyginti su centrinių nepaveiktų Sm2Co17 magnetų kietąja magnetine faze. Degradacijos elgesys turi būti kontroliuojamas.

3 pav. Sm įmagnetinimo kreivės₂Co₁₇magnetai skirtingu laiku izotermiškai apdoroti ore 500 °C temperatūroje. Įmagnetinimo kreivių bandymo temperatūra yra 298 K. Išorinis laukas H yra lygiagretus Sm c ašies išlygiavimui₂Co₁₇magnetai.

3. Jei ant SmCo padengiamos dangos, turinčios didelį atsparumą oksidacijai, siekiant pakeisti originalias galvanizavimo dangas, SmCo skilimo procesas gali būti labiau slopinamas ir SmCo stabilumas gali būti pagerintas, kaip parodyta 4 paveiksle.ARBA padengimasžymiai slopina SmCo svorio padidėjimą ir magnetinių savybių praradimą.

Fig.4 atsparumo oksidacijai ARBA dangos struktūra ant Sm₂Co₁₇magnetas.

Nuo to laiko „MagnetPower“ atliko ilgalaikio stabilumo (~ 4000 valandų) eksperimentus aukštoje temperatūroje, o tai gali būti SmCo magnetų stabilumo atskaitos taškas ateityje naudoti aukštoje temperatūroje.

2021 m., remdamasi maksimalios darbinės temperatūros reikalavimu, „MagnetPower“ sukūrė seriją nuo 350°C iki 550°C.T serija）. Šios klasės gali suteikti pakankamai pasirinkimų aukštoje temperatūroje SmCo, o magnetinės savybės yra pranašesnės. Kaip parodyta 5 paveiksle. Daugiau informacijos rasite tinklalapyje:https://www.magnetpower-tech.com/t-series-sm2co17-smco-magnet-supplier-product/

5 pav. „MagnetPower“ aukštos temperatūros SmCo magnetai (T serija)

IŠVADOS

1. Kaip labai stabilūs retųjų žemių nuolatiniai magnetai, SmCo trumpą laiką gali būti naudojamas aukštoje temperatūroje (≥350°C). Aukštos temperatūros SmCo (T serija) galima naudoti esant 550°C be negrįžtamo išmagnetinimo.

2. Tačiau jei SmCo magnetai buvo naudojami aukštoje temperatūroje (≥350°C) ilgą laiką, ant paviršiaus gali susidaryti irimo sluoksnis. Antioksidacinės dangos naudojimas gali užtikrinti SmCo stabilumą aukštoje temperatūroje.

Nuoroda

[1] CHCHen, IEEE Transactions on Magnetics, 36, 3291-3293, (2000);

[2] JF Liu, Journal of Applied Physics, 85, 2800-2804, (1999);

[3] Shoudong Mao, Journal of Applied Physics, 115, 043912,1-6 (2014)