Es poden utilitzar imants de samari cobalt durant més de deu anys: l'estabilitat a llarg termini del samari cobalt a alta temperatura

L'estabilitat a llarg termini dels imants és una preocupació de tots els usuaris.L'estabilitat dels imants de samari cobalt (SmCo) és més important pel seu entorn d'aplicació dur.L'any 2000, Chen^[1]i Liu^[2]et al., estudien la composició i l'estructura de SmCo d'alta temperatura i van desenvolupar imants de samari-cobalt resistents a altes temperatures.La temperatura màxima de funcionament (T_màx) dels imants SmCo es va augmentar de 350 °C a 550 °C.Després d'això, Chen et al.va millorar la resistència a l'oxidació de SmCo dipositant níquel, alumini i altres recobriments als imants SmCo.

El 2014, el Dr. Mao Shoudong, fundador de "MagnetPower", va estudiar sistemàticament l'estabilitat de SmCo a altes temperatures, i els resultats es van publicar a JAP^[3].Els resultats generals són els següents:

1. QuanSmCoes troba en un estat d'alta temperatura (500 °C, aire), és fàcil formar una capa de degradació a la superfície.La capa de degradació està formada principalment per una escala externa (samarium està esgotada) i una capa interna (molts òxids).L'estructura bàsica dels imants SmCo es va destruir completament a la capa de degradació.Com es mostra a la figura 1 i la figura 2.

Fig.1.Les micrografies òptiques del Sm₂Co₁₇imants tractats isotèrmics a l'aire a 500 °C durant diferents temps.Les capes de degradació sota superfícies que són (a) paral·leles i (b) perpendiculars a l'eix c.

Fig.2.Escaneig en línia d'elements EDS i micrografia de l'ESB a través del Sm₂Co₁₇imants tractats isotèrmics a l'aire a 500 °C durant 192 h.

2. La formació principal de la capa de degradació afecta significativament les propietats magnètiques de SmCo, tal com es mostra a la figura 3. Les capes de degradació estaven compostes principalment per solució sòlida de Co(Fe), CoFe2O4, Sm2O3 i ZrOx a les capes internes i Fe3O4, CoFe2O4 i CuO a les escales externes.El Co(Fe), CoFe2O4 i Fe3O4 van actuar com a fases magnètiques suaus en comparació amb la fase magnètica dura dels imants centrals Sm2Co17 no afectats.S'ha de controlar el comportament de degradació.

Fig. 3. Les corbes de magnetització de Sm₂Co₁₇imants tractats isotèrmics a l'aire a 500 °C durant diferents temps.La temperatura de prova de les corbes de magnetització és de 298 K. El camp extern H és paral·lel a l'alineació de l'eix c del Sm₂Co₁₇imants.

3. Si es dipositen recobriments amb alta resistència a l'oxidació sobre SmCo per substituir els recobriments de galvanoplastia originals, el procés de degradació de SmCo es pot inhibir de manera més significativa i es pot millorar l'estabilitat de SmCo, tal com es mostra a la figura 4. L'aplicació de SmCoO recobrimentinhibir significativament l'augment de pes de l'SmCo i la pèrdua de propietats magnètiques.

Fig.4 l'estructura de la resistència a l'oxidació O recobriment sobre el Sm₂Co₁₇imant.

"MagnetPower" ha dut a terme experiments d'estabilitat a llarg termini (~ 4000 hores) a alta temperatura, que poden proporcionar una referència d'estabilitat dels imants SmCo per al seu ús futur a altes temperatures.

El 2021, basant-se en el requisit màxim de temperatura de funcionament, "MagnetPower" ha desenvolupat una sèrie de graus de 350 °C a 550 °C （Sèrie T）.Aquests graus poden proporcionar opcions suficients per a l'aplicació de SmCo a alta temperatura i les propietats magnètiques són més avantatjoses.Com es mostra a la figura 5. Consulteu la pàgina web per obtenir més informació:https://www.magnetpower-tech.com/t-series-sm2co17-smco-magnet-supplier-product/

Fig.5 Els imants SmCo d'alta temperatura (sèrie T) de "MagnetPower"

CONCLUSIONS

1. Com a imants permanents de terres rares molt estables, SmCo es pot utilitzar a alta temperatura (≥350 °C) durant un curt període de temps.El SmCo d'alta temperatura (sèrie T) es pot aplicar a 550 °C sense desmagnetització irreversible.

2. Tanmateix, si els imants SmCo es van utilitzar a alta temperatura (≥350 °C) durant molt de temps, la superfície és propensa a produir una capa de degradació.L'ús de recobriment anti-oxidació pot garantir l'estabilitat del SmCo a alta temperatura.

Referència

[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)