Sukepintų NdFeB nuolatinių magnetų taikymas daugiausia priklauso nuo jų magnetinių savybių. Tačiau dėl skirtingos naudojimo aplinkos ir sąlygų, be magnetinių charakteristikų reikalavimų, magnetams taikomi ir mechaninio bei cheminio veikimo reikalavimai. Pavyzdžiui, kai kurie nuolatiniai magnetai naudojami dideliu greičiu besisukančiose mašinose ir turi atlaikyti dideles išcentrines jėgas, yra naudojami vibracinėje aplinkoje, atlaiko itin didelį pagreitį (3g ~ 5g) arba yra veikiami įtempių montuojant magnetus. Jis gali nulupti, nukristi, įskilti, įskilti ir pan., todėl natūralu, kad keliami reikalavimai magneto mechaninėms savybėms.
Kokios yra medžiagų mechaninės savybės?
Medžiagų mechaninės savybės paprastai apima stiprumą, kietumą, plastiškumą ir kietumą. Šie mechaninių savybių parametrai turi skirtingas fizines reikšmes.
Stiprumas reiškia maksimalų medžiagos gebėjimą atsispirti žalingam išorinių jėgų poveikiui. Intensyvumas skirstomas į skirtingus tipus pagal skirtingas išorinės jėgos formas:
- Tempimo stipris (tempiamasis stipris) reiškia stiprumo ribą, kai išorinė jėga yra traukimo jėga
- Stipris gniuždymui reiškia stiprumo ribą, kai išorinė jėga yra slėgis
- Lenkimo stipris reiškia stiprumo ribą, kai išorinė jėga yra statmena medžiagos ašiai ir sukelia medžiagos lenkimą.
Kietumas reiškia medžiagos gebėjimą lokaliai atsispirti kietiems objektams, kad jie nebūtų įspausti į jos paviršių. Tai rodiklis, leidžiantis palyginti įvairių medžiagų minkštumą ir kietumą. Kuo didesnis kietumas, tuo stipresnis metalo gebėjimas atsispirti plastinei deformacijai.
Plastiškumas reiškia kietos medžiagos gebėjimą atsispirti deformacijai, veikiant tam tikrai išorinei jėgai. Medžiaga gali visam laikui deformuotis, nesunaikinama veikiant išorinei jėgai.
Tvirtumas reiškia medžiagos gebėjimą sugerti energiją plastinės deformacijos ir plyšimo metu. Kuo didesnis kietumas, tuo mažesnė tikimybė, kad atsiras trapus lūžis. Medžiagų moksle ir metalurgijoje kietumas reiškia medžiagos atsparumą lūžimui, kai ją veikia jėga, dėl kurios ji deformuojasi. Tai energijos, kurią medžiaga gali sugerti prieš lūžtant, ir jos tūrio santykis.
Sukepinto NdFeB mechaninės savybės
Sukepintas NdFeB yra trapi medžiaga. Jo mechaninės savybės yra kietos ir trapios, tai yra, didelis stiprumas ir mažas kietumas. Prieš lūžimą plastinės deformacijos beveik nebūna, tai yra, lūžta elastinės deformacijos stadijoje.
Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodytas įvairių nuolatinių magnetų medžiagų magnetinės energijos produkto (BH)m ir atsparumo plyšimui palyginimas. Galime pastebėti, kad sukepintas NdFeB turi didžiausią magnetinės energijos produktą (BH) m, o atsparumas plyšimui vis dar yra panašus į Sm2Tm17, SmCo5 ir ferito nuolatinius magnetus, nes jie visi yra nuolatinių magnetų medžiagos, pagrįstos intermetaliniais junginiais ir priklauso trapioms medžiagoms. . Surištos retųjų žemių nuolatinių magnetų medžiagos, Fe-Cr-Co ir magnetinis plienas, pasižymi geriausiu atsparumu plyšimui, tačiau jų magnetinės energijos produktas (BH) m yra daug mažesnis nei sukepinto NdFeB.
Trapios medžiagos paprastai naudoja tris rodiklius, apibūdinančius medžiagos mechanines savybes:
1. Atsparumas lūžiams paprastai atspindi stiprumą, kai medžiagoje plečiasi įtrūkimai. Vienetas yra MPa·m1/2. Medžiagų atsparumo lūžiams bandymui atlikti reikalinga tempimo bandymo mašina, įtempių jutiklis, ekstenzometras, signalo stiprinimo dinaminis deformacijos matuoklis ir kt. Be to, mėginys turi būti pagamintas į ploną lakštą.
2. Smūgio stipris (atsparumas smūgiams lūžti) atspindi energiją, kurią medžiaga sugeria lūžimo proceso metu, veikiant smūgio įtempiams. Vienetas yra J/m2. Išmatuota smūgio stiprumo vertė yra per jautri mėginio dydžiui, formai, apdorojimo tikslumui ir bandymo aplinkai, o išmatuotos vertės sklaida bus gana didelė.
3. Lenkimo stipris matuojamas trijų taškų lenkimo metodu. Kadangi mėginį lengva apdoroti, o matavimas paprastas, jis dažniausiai naudojamas sukepintų NdFeB magnetų mechaninėms savybėms apibūdinti.
Sukepintų NdFeB nuolatinių magnetų medžiagų didelio stiprumo ir mažo kietumo charakteristikas lemia jų kristalinė struktūra. Be to, šie du veiksniai turės įtakos sukepintų NdFeB nuolatinių magnetų stiprumui lenkti ir taip pat gali pagerinti jų stiprumą.
1. Nd kiekis turi tam tikrą įtaką sukepinto NdFeB stiprumui. Eksperimentų rezultatai rodo, kad esant tam tikroms sąlygoms, kuo didesnis Nd kiekis, tuo didesnis medžiagos stiprumas.
2. Kitų metalinių elementų pridėjimas turi tam tikros įtakos sukepinto NdFeB stiprumui. Pridėjus tam tikrą Ti, Nb arba Cu kiekį, nuolatinio magneto atsparumas smūgiams pagerėja; įdėjus nedidelį Co kiekį, nuolatinio magneto stiprumas lenkiant pagerėja.
Išsamios sukepinto NdFeB mechaninės savybės nėra pakankamai aukštos, o tai yra viena iš svarbių priežasčių, ribojančių jo naudojimą platesnėse srityse. Jei bus galima pagerinti gaminio tvirtumą, tuo pačiu užtikrinant, kad magnetinės savybės būtų pagerintos arba nepakitusios, sukepintas NdFeB karo, kosmoso ir kitose srityse atliks didesnį vaidmenį ir pradės naują vystymosi laikotarpį.