NdFeB (Неадым-жалеза-бор) — гэта наймацнейшы пастаянны магнітны матэрыял, даступны сёння. Ён шырока выкарыстоўваецца ў цягавых рухавіках электрамабіляў, ветраных турбінах, бытавой электроніцы і г.д. У працэсе яго вытворчасці этап драбнення мае вырашальнае значэнне, паколькі ён непасрэдна ўплывае на размеркаванне памераў часціц, утрыманне кіслароду і канчатковыя магнітныя характарыстыкі. Традыцыйныя метады механічнага драбнення (напрыклад, шаравая млын або раздушванне сківіц) не можа адпавядаць строгім патрабаванням NdFeB, у той час як рэактыўны млын стала галіновым стандартам.
У гэтым артыкуле сістэматычна тлумачыцца неабходнасць паветрана-струменевых млыноў з некалькіх бакоў, у тым ліку з улікам уласцівасцей матэрыялаў, патрабаванняў да працэсу і прычын няўдачы альтэрнатыўных рашэнняў.
Характарыстыкі матэрыялу NdFeB робяць яго драбненне вельмі складаным
Высокая цвёрдасць і далікатнасць
Асноўная фаза Nd₂Fe₁₄B мае цвёрдасць па Моосу 6–7 і надзвычай высокую далікатнасць. Аднак прысутнасць невялікай колькасці мяккай фазы, багатай Nd, выклікае лакалізаваную пластычную дэфармацыю замест чыстага міжкрышталітнага разбурэння падчас механічнага драбнення.
Вельмі высокая хімічная рэакцыйная здольнасць
Nd — гэта высокарэактыўны рэдказямельны элемент са стандартным патэнцыялам электрода –2,32 В, які імгненна акісляецца пры ўздзеянні кіслароду. Больш дробныя часціцы парашка значна павялічваюць хуткасць акіслення. Даследаванні паказваюць, што парашкі NdFeB памерам <10 мкм могуць набываць 500–1000 праміле кіслароду на працягу 30 секунд пры ўздзеянні паветра.
Магнітныя ўласцівасці вельмі адчувальныя да арыентацыі зерняў
Спечаны NdFeB патрабуе монакрышталічных часціц (звычайна 3–5 мкм). Любыя мікратрэшчыны або пашкоджанні межаў зерняў, якія ўзнікаюць у выніку няправільнага драбнення, парушаюць магнітную анізатрапію, зніжаючы Br на 5–10%.
Фатальныя абмежаванні традыцыйнага механічнага драбнення
| Метад пульверызацыі | Асноўныя праблемы | Уплыў на NdFeB |
|---|---|---|
| Шчэкавая/малатковая драбнілка | Лакальныя гарачыя кропкі (>200°C), забруджванне металам | Расплаў і размазванне фазы, багатай на Nd; забруджванне Fe >500 ppm |
| Шаравой млын (Сухі/Мокры) | Знос асяроддзяў, дыфузія кіслароду, працяглы час экспазіцыі | Кісларод >3000 ppm, памер часціц сігма >2 |
| Дыск/Ролікавы млын | Нераўнамерны зрух, назапашванне цяпла | Больш высокая шчыльнасць дэфектаў, HcJ памяншаецца на 15% |
Механічнае драбненне непазбежна стварае цяпло ад трэння і металічныя часціцы ад зносу. Паколькі NdFeB мае надзвычай нізкі парог акіслення (ΔG для Nd₂O₃ ≈ –1700 кДж/моль), нават нязначнае павышэнне тэмпературы можа выклікаць незваротнае акісленне.
Унікальныя перавагі Рэактыўны млын для NdFeB
А рэактыўны млын выкарыстоўвае звышгукавы паток паветра (лік Маха > 2) для паскарэння часціц і выклікання самасутыкненняў, што забяспечвае наступныя непераўзыдзеныя перавагі:
Няма носьбітаў і забруджванняў
- Адсутнасць рухомых механічных частак у камеры памолу выключае забруджванне Fe, Cr, Zr.
- Тыповае павелічэнне прымешак складае <50 ppm у параўнанні з 500–2000 ppm у механічных млынах.
Праца пры нізкіх тэмпературах
- Пашырэнне газу стварае эфект астуджэння Джоўля-Томсана, падтрымліваючы працэс памолу блізкім да ізатэрмічнага.
- Павелічэнне ўтрымання кіслароду складае ўсяго 80–150 праміле пад абаронай інэртнага газу.
Гэта ключавая перавага, якой традыцыйныя тэхналогіі фрэзеравання ніколі не могуць дасягнуць.
Вузкае размеркаванне памераў часціц для высакаякасных магнітных матэрыялаў
- Адносная хуткасць часціц >300 м/с забяспечвае чыстае разбурэнне па межах зерня.
- Вельмі вузкая PSD: D50 = 3,5 ± 0,5 мкм, дыяпазон < 1,2, хуткасць монакрышталічнай структуры >95%.
- Струменевы млын + прэцызійны керамічны класіфікатар забяспечваюць D50 1–10 мкм, з выдатнай марфалогіяй і вузкім размеркаваннем.
Гэта цалкам адпавядае патрабаванням перадавых магнітаў NdFeB з высокай каэрцытыўнай сілай.
Інтэграваная дэаксігенацыя і класіфікацыя
- Цыклон + мяшок-зборнік падтрымліваюць утрыманне кіслароду <50 праміле анлайн.
- Замкнёная цыркуляцыя азоту абмяжоўвае ўздзеянне парашка да <1 секунды.
Падыходзіць для аўтаматызаванай, бесперапыннай вытворчасці з высокай кансістэнцыяй
Магніты NdFeB патрабуюць надзвычай стабільнай і паслядоўнай якасці парашка. Сістэмы струменевага млына падтрымліваюць:
- Аўтаматычная падача
- Кантроль памеру часціц у рэжыме рэальнага часу
- Бесперапынная стабільная праца
- Шліфаванне ў замкнёным цыкле + класіфікацыя
Гэта забяспечвае аднастайную якасць ва ўсіх партыях, што ідэальна падыходзіць для буйной прамысловай вытворчасці. Такім чынам, струменевы млын стаў стандартным абсталяваннем для вытворцаў высокакласных парашкоў NdFeB.
Дадзеныя прамысловай праверкі
- Звыш 98% Тройка найбуйнейшых у свеце вытворцаў NdFeB выкарыстоўвае тэхналогію струменевага фрэзеравання.
- Парашок, здробнены струменевым здробненнемУтрыманне O = 900–1200 ppm → спечаны магніт: Br = 14,2 кГ, HcJ = 18 кЭ
- Механічна здробнены парашокУтрыманне O >3500 ppm → Br = 13,6 кГ, HcJ = 14 кЭ (тая ж формула)
Заключэнне
Патрэба ў струменевым млыне ў вытворчасці NdFeB з'яўляецца не вынікам тэхналагічнай манаполіі, а хутчэй уласцівымі патрабаваннямі высокапрадукцыйных пастаянных магнітаў:
- дакладная аднастайнасць памеру часціц
- звышвысокі хімічны чысціня
- нізкае акісленне і бяспечная апрацоўка
- высокая кансістэнцыя і эканамічная эфектыўнасць
Струменевы млын, дзякуючы свайму ўнікальнаму механізму самаўдару і магчымасці абароны ад інэртнага газу, зарэкамендаваў сябе як найбольш надзейнае і эфектыўнае прамысловае рашэнне для задавальнення гэтых строгіх патрабаванняў.
«Дзякуй за чытанне. Спадзяюся, мой артыкул будзе карысным. Калі ласка, пакіньце каментар ніжэй. Вы таксама можаце звязацца з прадстаўніком службы падтрымкі кліентаў Zelda онлайн, калі ў вас ёсць дадатковыя пытанні».
— Апублікавана Джэйсанам Вангам