Cerium-Magnet mit hoher Konzentration

Mit der kontinuierlichen Ausweitung der Anwendungsgebiete von gesintertem NdFeB und dem rasanten Produktionswachstum wurden auch die entsprechenden Seltenerdressourcen in großen Mengen ausgebeutet. Verschiedene Seltenerdelemente in Seltenerderzen gehen eine Symbiose ein, bei der Herstellung von NdFeB werden jedoch hauptsächlich Praseodym Pr und Neodym Nd-Elemente mit einem Massenanteil von 25 % in leichten Seltenen Erden verwendet. Auf diese Weise ist der Anteil leichter Seltener Erden gering. Die Ausnutzungsrate billiger Seltener Erden wie 49 % Cer Ce und 23 % Lanthan La ist sehr gering.

In den letzten Jahren schwankten die Marktpreise für Seltenerdmaterialien wie Praseodym und Neodym stark, was den Produktionsunternehmen große Probleme und Einschränkungen hinsichtlich der Rohstoffkosten bereitete. Seit der Geburt von gesintertem NdFeB hat die Suche nach Ersatzelementen für Nd begonnen. Ce ist das am häufigsten vorkommende Metallelement unter allen Seltenerdelementen. Sein Preis beträgt weniger als ein Zehntel von Pr und Nd und die verschiedenen Eigenschaften von Ce2Fe14B. Das Anisotropiefeld und die Phasenstabilität sind ebenfalls höher als die von La2Fe14B. Die Vorteile der hohen Reserven und niedrigen Kosten von Ce machen den Ce-Ersatz von Pr-Nd natürlich zu einem Hotspot in der Industrieforschung.

Die intrinsischen Eigenschaften der RE Fe14B-Verbindung bei Raumtemperatur (22 Grad) sind

Das Bild oben zeigt die intrinsischen Eigenschaften von RE2Fe14B-Verbindungen verschiedener Seltenerdelemente bei (22 Grad). Es ist ersichtlich, dass die magnetische Sättigungspolarisationsintensität, das magnetokristalline Anisotropiefeld und die Curie-Temperatur von Ce2Fe14B niedriger sind als die von Pr2Fe14B und Nd2Fe14B. Die Einführung führt unweigerlich zu einem Rückgang der Magnetleistung und einer Verschlechterung der Temperaturbeständigkeit. Da die Aktivität des Elements Cer höher ist als die von Praseodym und Neodym, sind die Anforderungen an die Antioxidation während des Herstellungsprozesses höher; und cerhaltige Magnete bilden leicht die paramagnetische CeFe2-Phase in der Korngrenzenphase. Durch die Entstehung der CeFe2-Phase verringert sich einerseits der Volumenanteil der Hauptphase und andererseits weist diese Phase einen hohen Schmelzpunkt und eine schlechte Fließfähigkeit und Benetzbarkeit auf, was der gleichmäßigen Verteilung nicht förderlich ist die seltenerdreiche Phase. All dies erhöht die Schwierigkeit bei der Herstellung von Hochleistungs-Cer-Magneten.
In den frühen Stadien der Industrialisierung von Cer-Magneten wurden hauptsächlich N35-N42- und sogar Low-End-N25-N30-Magnete mit einer Koerzitivfeldstärke von weniger als 10 kOe hergestellt. Darüber hinaus werden Cer-Magnete häufig mit Prozessen für magnetischen Stahlschrott kombiniert, und Cer-Magnete wurden einst zum Vertreter von minderwertigem Magnetstahl. Mit der iterativen Modernisierung der Produktionsausrüstung, der Förderung und Anwendung fortschrittlicher Technologien wie sauerstoffarmer Technologie, Kornverfeinerung und Dual-Legierungs-Technologie sowie dem Verständnis des Produktions- und F&E-Personals für den Mechanismus, der die Leistung von Cer beeinflusst Magneten wurden wissenschaftlichere Cer-Magnete entwickelt. Durch das Magnetformelsystem und den Herstellungsprozess wurden verschiedene Arten von Cer-Magneten mit hoher magnetischer Energie auf den Markt gebracht. In Kombination mit der Korngrenzendiffusionstechnologie können hochtemperaturbeständige SH-, SHT-, UH- und sogar EH-Produkte hergestellt werden.

Die Anwendung von gesinterten NdFeB-Permanentmagneten kann je nach Mechanismus in folgende Richtungen unterteilt werden:
Es nutzt die Anziehungskraft von magnetischem Stahl auf Eisen, Kobalt, Nickel und andere Materialien und umfasst hauptsächlich Magnetspannfutter, Magnetabscheider, Abwasserbehandlungsmaschinen, intelligente Wearables, Gepäckschnallen, Türschnallen, Lernspielzeug usw.;
Nutzen Sie das Faradaysche Gesetz der elektromagnetischen Induktion und das Lorentz-Kraftprinzip. Magnetischer Stahl wird als Magnetquelle für Permanentmagnetmotoren und Permanentmagnetgeneratoren verwendet, darunter Synchronmotoren mit neuer Energie, elektrische Fahrradnabenmotoren, Traktionsmaschinen, Servomotoren, Klimakompressoren, Windturbinen mit Direktantrieb und Halbdirektantrieb usw. ;
Das Spulenmagnetfeld wird durch Ändern des Spulenstroms angepasst und interagiert mit dem vom Magneten erzeugten Magnetfeld, um Vibrationen zu erzeugen, einschließlich Audiohörnern, Lautsprechern, Empfängern, VCM-Motoren usw.;
Nutzung magnetphysikalischer Prinzipien wie Kernspinresonanz und Hall-Effekt, einschließlich Kernspinresonanzinstrumenten, verschiedenen Sensoren usw.

Wie in der Abbildung oben gezeigt, sind die Anwendungsszenarien von Cer-Magneten vielfältiger geworden. In den frühen Stadien der Großserienproduktion handelte es sich bei magnetischen Stählen meist um Low-End-Qualitäten wie N25-N42, die die Leistungslücke zwischen Hochleistungsmagneten und Ferriten bei der Nachfrage nach Permanentmagnetmaterialien füllten. Die Anwendungen konzentrieren sich auf magnetische Adsorptionsspielzeugmagnete, Türschnallen, Gepäckschnallen, Magnetabscheider und andere Bereiche.

Da die cerhaltigen Magnetqualitäten Hochleistungsprodukte wie N45H, N48M und N52 abdecken, haben sich die Produktanwendungen auf die Bereiche Elektroakustik, mobile Smart-Terminals, Windkraft und Kernspinresonanz ausgeweitet. Insbesondere die 38M-38H-Typen werden häufig im Bereich elektrischer Fahrradnabenmotoren verwendet.
Produkte mit hoher Koerzitivkraft, die durch die Kombination der Korngrenzendiffusionstechnologie hergestellt werden, können in Bergbaumaschinen, Industriemotoren, Traktionsmaschinen, Klimakompressoren und anderen Bereichen eingesetzt werden.