Magneti in samario cobalto (SmCo): caratteristiche, caratteristiche, produzione e applicazioni

I magneti in samario cobalto (SmCo) sono terre rare. I principali tipi prodotti hanno la composizione chimica SmCo5 e Sm2Ko17... Sono molto popolari e sono il secondo magnete più forte, meno forte dei magneti al neodimio, ma hanno anche temperature di esercizio più elevate e maggiore forza coercitiva. Questi magneti sono molto bravi a resistere alla corrosione, ma sono fragili, soggetti a crepe e crepe.

Sono realizzati come magneti al neodimio premendo in un campo magnetico e quindi sinterizzandoli.

Rappresentano il gruppo con la seconda più alta energia interna dopo i magneti al neodimio (NdFeB). Poiché sono altamente resistenti alla corrosione e non richiedono trattamenti superficiali, tali magneti sono i migliori magneti al neodimio per lavorare ad alte temperature e in condizioni avverse.

Inoltre, a differenza dei magneti al neodimio (Nd), i magneti SmCo utilizzano materiali più ampiamente disponibili che sono intrinsecamente stabili a temperature ben al di sopra del punto di Curie.Ciò rende i prezzi per SmCo più stabili e meno suscettibili ai cambiamenti del mercato.

Il loro svantaggio è il prezzo più alto. Altri svantaggi sono l'elevata fragilità, la bassa resistenza alla trazione e una tendenza particolarmente elevata alla spaccatura.

I magneti in samario-cobalto sono estremamente resistenti ai campi di smagnetizzazione esterni grazie alla loro elevata energia massima Hcmax... Questa caratteristica rende i magneti in samario-cobalto particolarmente adatti per applicazioni elettromeccaniche.

Questi magneti possono essere utilizzati a temperature notevolmente più elevate rispetto ai magneti al neodimio, la temperatura massima di esercizio dei magneti SmCo è compresa tra 250 e 300 ° C. Il loro coefficiente di temperatura è dello 0,04% a 1 ° C.

Un altro fattore che influenza la resistenza di un magnete è la sua forma e l'eventuale presenza di un circuito magnetico esterno. I magneti sottili (tipicamente a forma di barra) si smagnetizzano più facilmente rispetto ai magneti spessi.

I magneti SmCo Samarium Cobalt sono stati sviluppati da Albert Gale e Dilip K. Das e dal loro team alla Raytheon Corporation nel 1970.

Per produrre magneti in samario-cobalto, le materie prime vengono fuse in un forno a induzione riempito di argon. Il composto viene versato in uno stampo e raffreddato con acqua fino a formare un lingotto. Il lingotto viene frantumato e le particelle frantumate per ridurne le dimensioni. La polvere risultante viene compressa in un campo magnetico in uno stampo della forma desiderata per l'orientamento desiderato del campo magnetico.

La sinterizzazione avviene a una temperatura di 1100–1250 ° C, quindi il trattamento della soluzione a 1100–1200 ° C. Infine, viene rilasciato a una temperatura di circa 700–900 ° C. Viene quindi messo a terra e ulteriormente magnetizzato per aumentare il campo magnetico forza. Il prodotto finito viene testato, controllato e preparato per la spedizione ai clienti.

Pertanto, il processo di produzione di SmCo è simile alla produzione di magneti al neodimio: pressatura in un campo magnetico e successiva sinterizzazione.

Il materiale magnetico samario-cobalto è molto fragile, il che rende difficile l'uso di macchine per il taglio dei metalli nella loro produzione. La fragilità associata alla grana (struttura cristallina) della polvere metallica preclude l'uso di utensili in metallo duro.

La maggior parte dei materiali magnetici viene lavorata in uno stato non magnetico e il magnete lavorato viene quindi magnetizzato fino alla saturazione. Questi magneti utilizzano utensili diamantati e un refrigerante a base d'acqua per praticare i fori.

I rifiuti di macinazione non devono essere completamente asciutti, poiché il samario-cobalto ha un punto di infiammabilità basso, solo 150-180 °C. Una piccola scintilla, causata ad esempio dall'elettricità statica, può facilmente incendiare il materiale. La fiamma risultante diventa molto calda e difficile da controllare.

Montaggio magnetico di precisione

I magneti in samario-cobalto sono estremamente potenti e richiedono un grande campo di magnetizzazione. La natura anisotropica dei magneti in samario di cobalto sinterizzato si traduce in un'unica direzione di magnetizzazione. Deve essere mantenuto durante la magnetizzazione quando il magnete viene inserito nell'assemblaggio finale.

La direzione della magnetizzazione viene misurata con un indicatore che determina un polo magnetico specifico per una data macchina o attrezzatura durante la produzione.

I magneti in samario-cobalto sono ampiamente utilizzati nell'industria automobilistica, aerospaziale, della difesa e industriale in una varietà di apparecchiature, apparecchi e strumenti come motori elettrici, generatori elettrici, accoppiamenti elettromagnetici, microfoni, altoparlanti, dispositivi spray per rivestimento sottovuoto, sensori Hall, acceleratori particelle e molti altri dispositivi.