קוביות מגנט בציפוי ניקל בניאודימיום
מגנט ניאודימיום (המכונה גם NdFeB, NIB או Neo magnet) הוא הסוג הנפוץ ביותר של מגנט אדמה נדירה. זהו מגנט קבוע העשוי מסגסוגת של ניאודימיום, ברזל ובורון ליצירת מבנה גבישי Nd2Fe14B טטרגונל. פותח באופן עצמאי בשנת 1984 על ידי ג'נרל מוטורס ו-Sumitomo Special Metals, מגנטים ניאודימיום הם הסוג החזק ביותר של מגנט קבוע זמין מסחרית.
ניתן לסווג את מגנטי NdFeB כמגנטים או מלוכדים, בהתאם לתהליך הייצור בו נעשה שימוש. הם החליפו סוגים אחרים של מגנטים ביישומים רבים במוצרים מודרניים הדורשים מגנטים קבועים חזקים, כגון מנועים חשמליים בכלים אלחוטיים, כונני דיסק קשיח ומחברים מגנטיים .
הסבר על חוזק
בצורתו הטהורה, לנאודימיום יש תכונות מגנטיות - ספציפית, הוא אנטי-פרומגנטי - אבל רק בטמפרטורות נמוכות, מתחת ל-19 K (-254.2 מעלות ; -425.5 מעלות F). אבל כמה תרכובות של ניאודימיום עם מתכות מעבר כמו ברזל הן פרומגנטיות, עם טמפרטורות קירי הרבה מעל טמפרטורת החדר. אלה משמשים לייצור מגנטים ניאודימיום.
החוזק של מגנטים ניאודימיום הוא תוצאה של מספר גורמים. החשוב ביותר הוא שלמבנה הגביש הטטרגונלי Nd2Fe14B יש אנזוטרופיה מגנוטו-גבישית חד-צירית גבוהה במיוחד (HA ≈ 7 T - חוזק שדה מגנטי H ביחידות של A/m לעומת מומנט מגנטי ב-A·m2). משמעות הדבר היא שגביש של החומר מתמגנט בצורה מועדפת לאורך ציר גביש מסוים אך קשה מאוד למגנט לכיוונים אחרים. כמו מגנטים אחרים, סגסוגת המגנטים הנאודימיום מורכבת מגרגרים מיקרו-גבישיים אשר מיושרים בשדה מגנטי רב עוצמה במהלך הייצור, כך שהצירים המגנטיים שלהם מצביעים כולם לאותו כיוון. ההתנגדות של סריג הקריסטל להפניית כיוון המגנטיזציה שלו מעניקה לתרכובת כוויה גבוהה מאוד, או התנגדות לביטול מגנטיות.
לאטום הנאודימיום יכול להיות מומנט דיפול מגנטי גדול מכיוון שיש לו 4 אלקטרונים לא מזווגים במבנה האלקטרונים שלו לעומת (בממוצע) 3 בברזל. במגנט אלו האלקטרונים הבלתי מזווגים, מיושרים כך שהספין שלהם יהיה באותו כיוון, שיוצרים את השדה המגנטי. זה נותן לתרכובת Nd2Fe14B מגנטיזציה רוויה גבוהה (Js ≈ 1.6 T או 16 ק"ג) ומגנטיזציה רמננטית של 1.3 טסלות. לכן, מכיוון שצפיפות האנרגיה המקסימלית היא פרופורציונלית ל-Js2, לפאזה מגנטית זו יש פוטנציאל לאגור כמויות גדולות של אנרגיה מגנטית (BHmax ≈ 512 kJ/m3 או 64 MG·Oe).
ערך אנרגיה מגנטית זה גדול בערך פי 18 ממגנטי פריט "רגילים" בנפח ופי 12 במסה. תכונת אנרגיה מגנטית זו גבוהה יותר בסגסוגות NdFeB מאשר במגנטים של קובלט סמריום (SmCo), שהיו הסוג הראשון של מגנט אדמה נדיר שהפך למסחר. בפועל, התכונות המגנטיות של מגנטים ניאודימיום תלויות בהרכב הסגסוגת, המיקרו-מבנה וטכניקת הייצור המופעלת.
ניתן לתאר את מבנה הגביש Nd2Fe14B כשכבות מתחלפות של אטומי ברזל ותרכובת ניאודימיום-בורון.[3] אטומי הבור הדיאמגנטיים אינם תורמים ישירות למגנטיות אלא משפרים את הלכידות על ידי קשר קוולנטי חזק. תכולת האדמה הנדירה הנמוכה יחסית (12 אחוז בנפח, 26.7 אחוז במסה) והשפע היחסי של ניאודימיום וברזל בהשוואה לסמריום וקובלט מגנטים ניאודימיום נמוכים במחיר ממגנטים של סמריום-קובלט.
תגיות פופולריות: מגנט ניאודימיום, סין, ספקים, יצרנים, קנייה, מחיר, במלאי, מדגם חינם