TembagaFeB (Neodymium-Iron-Boron) adalah material magnet permanen terkuat yang tersedia saat ini. Material ini banyak digunakan pada motor traksi kendaraan listrik, turbin angin, elektronik konsumen, dan lainnya. Dalam proses pembuatannya, tahap pulverisasi sangat penting karena secara langsung memengaruhi distribusi ukuran partikel, kandungan oksigen, dan kinerja magnet akhir. Metode pulverisasi mekanis tradisional (seperti pabrik bola atau penghancuran rahang) tidak dapat memenuhi persyaratan ketat NdFeB, sedangkan pabrik jet telah menjadi standar industri.
Artikel ini akan menjelaskan secara sistematis perlunya pabrik jet udara dari beberapa dimensi, termasuk sifat material, persyaratan proses, dan alasan kegagalan solusi alternatif.
Karakteristik Material NdFeB Membuat Proses Pulverisasi Sangat Sulit
Kekerasan dan kerapuhan tinggi
Fase utama Nd₂Fe₁₄B memiliki kekerasan Mohs 6–7, dengan kerapuhan yang sangat tinggi. Namun, keberadaan sejumlah kecil fase lunak kaya Nd menyebabkan deformasi plastis lokal, alih-alih fraktur intergranular yang bersih, selama penghancuran mekanis.
Reaktivitas kimia yang sangat tinggi
Nd adalah unsur tanah jarang yang sangat reaktif dengan potensial elektroda standar -2,32 V dan teroksidasi seketika setelah terpapar oksigen. Partikel bubuk yang lebih kecil secara drastis meningkatkan laju oksidasi. Studi menunjukkan bahwa bubuk NdFeB <10 μm dapat memperoleh 500–1000 ppm oksigen dalam 30 detik ketika terpapar udara.
Sifat magnetik sangat sensitif terhadap orientasi butiran
NdFeB yang disinter membutuhkan partikel monokristalin (biasanya 3–5 μm). Retakan mikro atau kerusakan batas butir akibat penghancuran yang tidak tepat akan mengganggu anisotropi magnetik, sehingga mengurangi Br sebesar 5–10%.
Keterbatasan Fatal dari Penggilingan Mekanis Tradisional
| Metode Pulverisasi | Masalah Utama | Dampak pada NdFeB |
|---|---|---|
| Penghancur Rahang/Palu | Titik panas lokal (>200°C), kontaminasi logam | Fase kaya Nd mencair dan bercak; kontaminasi Fe >500 ppm |
| Pabrik Bola (Kering/Basah) | Keausan media, difusi oksigen, waktu pemaparan lama | Oksigen >3000 ppm, ukuran partikel sigma >2 |
| Cakram/Pabrik Rol | Geseran tidak merata, akumulasi panas | Kepadatan cacat yang lebih tinggi, HcJ menurun sebesar 15% |
Pembuburan mekanis pasti menghasilkan panas gesekan dan serpihan keausan logam. Karena NdFeB memiliki ambang oksidasi yang sangat rendah (ΔG untuk Nd₂O₃ ≈ –1700 kJ/mol), kenaikan suhu sekecil apa pun dapat memicu oksidasi ireversibel.
Keunggulan Unik dari Pabrik Jet untuk NdFeB
A pabrik jet menggunakan aliran udara supersonik (bilangan Mach > 2) untuk mempercepat partikel dan menyebabkan tabrakan diri, memberikan keuntungan tak tertandingi berikut ini:
Tanpa media dan tanpa kontaminasi
- Tidak ada bagian mekanis yang bergerak di ruang penggilingan, menghilangkan kontaminasi Fe, Cr, Zr.
- Peningkatan pengotor yang umum adalah <50 ppm, dibandingkan dengan 500–2000 ppm di pabrik mekanis.
Operasi suhu rendah
- Ekspansi gas menghasilkan efek pendinginan Joule–Thomson, menjaga proses penggilingan mendekati isotermal.
- Peningkatan oksigen hanya 80–150 ppm di bawah perlindungan gas inert.
Ini adalah keuntungan utama yang tidak dapat dicapai oleh teknologi penggilingan tradisional.
Distribusi ukuran partikel yang sempit untuk bahan magnet kelas atas
- Kecepatan relatif partikel >300 m/s memastikan fraktur batas butir yang bersih.
- PSD sangat sempit: D50 = 3,5 ± 0,5 μm, Span < 1,2, laju monokristalin >95%.
- Jet mill + pengklasifikasi keramik presisi memungkinkan D50 1–10 μm, dengan morfologi yang sangat baik dan distribusi yang sempit.
Ini sepenuhnya memenuhi persyaratan magnet NdFeB koersivitas tinggi yang canggih.
Deoksigenasi dan klasifikasi terintegrasi
- Siklon + kolektor kantong menjaga kandungan oksigen <50 ppm on line.
- Sirkulasi nitrogen loop tertutup membatasi paparan bubuk hingga <1 detik.
Cocok untuk produksi otomatis dan berkelanjutan dengan konsistensi tinggi
Magnet NdFeB membutuhkan kualitas bubuk yang sangat stabil dan konsisten. Sistem jet mill mendukung:
- Pemberian makan otomatis
- Kontrol ukuran partikel waktu nyata
- Operasi stabil berkelanjutan
- Penggilingan loop tertutup + klasifikasi
Hal ini memastikan kualitas yang seragam di seluruh batch, ideal untuk produksi industri skala besar. Dengan demikian, jet mill telah menjadi peralatan standar bagi produsen bubuk NdFeB kelas atas.
Data Validasi Industri
- Lebih 98% tiga produsen NdFeB teratas dunia mengandalkan teknologi jet-milling.
- Bubuk yang digiling dengan jet: Kandungan O = 900–1200 ppm → magnet sinter: Br = 14,2 kG, HcJ = 18 kOe
- Bubuk yang digiling secara mekanis: Kandungan O >3500 ppm → Br = 13,6 kG, HcJ = 14 kOe (formulasi sama)
Kesimpulan
Kebutuhan akan jet mill dalam produksi NdFeB bukan merupakan hasil monopoli teknologi, melainkan tuntutan inheren dari magnet permanen berkinerja tinggi:
- keseragaman ukuran partikel yang tepat
- sangat tinggi bahan kimia kemurnian
- oksidasi rendah dan pemrosesan yang aman
- konsistensi tinggi dan efektivitas biaya
Jet mill, melalui mekanisme dampak otomatisnya yang unik dan kemampuan perlindungan gas inert, telah terbukti menjadi solusi industri yang paling andal dan efektif untuk memenuhi persyaratan ketat ini.
Terima kasih sudah membaca. Semoga artikel saya bermanfaat. Silakan tinggalkan komentar di bawah. Anda juga bisa menghubungi perwakilan pelanggan Zelda Online untuk pertanyaan lebih lanjut.
— Diposting oleh Jason Wang