NdFeB (Neodymium-Iron-Boron) ialah bahan magnet kekal terkuat yang ada pada hari ini. Dan Ia digunakan secara meluas dalam motor daya tarikan EV, turbin angin, elektronik pengguna dan banyak lagi. Dalam proses pembuatannya, langkah penghancuran adalah kritikal kerana ia secara langsung mempengaruhi pengedaran saiz zarah, kandungan oksigen dan prestasi magnet akhir. Kaedah penghancuran mekanikal tradisional (seperti kilang bola atau penghancuran rahang) tidak dapat memenuhi keperluan ketat NdFeB, manakala kilang jet telah menjadi standard industri.
Artikel ini akan menerangkan secara sistematik keperluan kilang jet udara dari beberapa dimensi, termasuk sifat bahan, keperluan proses, dan sebab kegagalan penyelesaian alternatif.
Ciri-ciri Bahan NdFeB Menjadikan Penumbuk Sangat Mencabar
Kekerasan dan kerapuhan yang tinggi
Fasa utama Nd₂Fe₁₄B mempunyai kekerasan Mohs 6–7, dengan kerapuhan yang sangat tinggi. Walau bagaimanapun, kehadiran sejumlah kecil fasa lembut kaya Nd menyebabkan ubah bentuk plastik setempat dan bukannya patah intergranular bersih semasa penghancuran mekanikal.
Kereaktifan kimia yang sangat tinggi
Nd ialah unsur nadir bumi yang sangat reaktif dengan potensi elektrod piawai -2.32 V dan teroksida serta-merta apabila terdedah kepada oksigen. Zarah serbuk yang lebih kecil secara mendadak meningkatkan kadar pengoksidaan. Kajian menunjukkan bahawa serbuk NdFeB <10 μm boleh memperoleh 500–1000 ppm oksigen dalam masa 30 saat apabila terdedah kepada udara.
Sifat magnetik sangat sensitif terhadap orientasi butiran
NdFeB tersinter memerlukan zarah monohablur (biasanya 3–5 μm). Sebarang keretakan mikro atau kerosakan sempadan bijian akibat daripada penghancuran yang tidak betul akan mengganggu anisotropi magnetik, mengurangkan Br sebanyak 5–10%.
Had Maut Penumbuk Mekanikal Tradisional
| Kaedah Penumbuk | Masalah Utama | Kesan pada NdFeB |
|---|---|---|
| Penghancur Rahang/Tukul | Titik panas setempat (>200°C), pencemaran logam | Fasa kaya Nd cair dan calitan; Pencemaran Fe >500 ppm |
| Kilang Bola (Kering/Basah) | Kehausan media, penyebaran oksigen, masa pendedahan yang lama | Oksigen >3000 ppm, sigma saiz zarah >2 |
| Cakera/Kilang Penggelek | Ricih tidak sekata, pengumpulan haba | Ketumpatan kecacatan yang lebih tinggi, HcJ berkurangan sebanyak 15% |
Penghancuran mekanikal tidak dapat dielakkan menjana haba geseran dan serpihan haus logam. Memandangkan NdFeB mempunyai ambang pengoksidaan yang sangat rendah (ΔG untuk Nd₂O₃ ≈ –1700 kJ/mol), walaupun kenaikan suhu kecil boleh mencetuskan pengoksidaan yang tidak dapat dipulihkan.
Kelebihan Unik Kilang Jet untuk NdFeB
A kilang jet menggunakan aliran udara supersonik (nombor Mach > 2) untuk mempercepatkan zarah dan menyebabkan perlanggaran diri, memberikan kelebihan yang tiada tandingan berikut:
Tiada media dan tiada pencemaran
- Tiada bahagian bergerak mekanikal dalam ruang pengilangan, menghapuskan pencemaran Fe, Cr, Zr.
- Peningkatan kekotoran biasa ialah <50 ppm, berbanding dengan 500-2000 ppm dalam kilang mekanikal.
Operasi suhu rendah
- Pengembangan gas menghasilkan kesan penyejukan Joule–Thomson, memastikan proses pengilangan hampir isoterma.
- Peningkatan oksigen hanya 80–150 ppm di bawah perlindungan gas lengai.
Ini adalah kelebihan utama yang tidak dapat dicapai oleh teknologi pengilangan tradisional.
Pengedaran saiz zarah yang sempit untuk bahan magnet mewah
- Halaju relatif zarah >300 m/s memastikan patah sempadan butiran yang bersih.
- JPA yang sangat sempit: D50 = 3.5 ± 0.5 μm, Span < 1.2, kadar monohabluran >95%.
- Kilang jet + pengelas seramik ketepatan membolehkan D50 1–10 μm, dengan morfologi yang sangat baik dan pengedaran yang sempit.
Ini memenuhi sepenuhnya keperluan magnet NdFeB daya paksa tinggi termaju.
Penyahoksigenan dan pengelasan bersepadu
- Siklon + pengumpul beg menyimpan kandungan oksigen <50 ppm dalam talian.
- Peredaran nitrogen gelung tertutup mengehadkan pendedahan serbuk kepada <1 saat.
Sesuai untuk pengeluaran automatik, berterusan dengan konsistensi yang tinggi
Magnet NdFeB memerlukan kualiti serbuk yang sangat stabil dan konsisten. Sokongan sistem kilang jet:
- Pemakanan automatik
- Kawalan saiz zarah masa nyata
- Operasi stabil berterusan
- Pengisaran gelung tertutup + pengelasan
Ini memastikan kualiti seragam merentas kelompok, sesuai untuk pengeluaran perindustrian berskala besar. Oleh itu, kilang jet telah menjadi peralatan standard untuk pengeluar serbuk NdFeB mewah.
Data Pengesahan Industri
- Berakhir 98% daripada tiga pengeluar NdFeB terbaik dunia bergantung pada teknologi pengilangan jet.
- Serbuk giling jet: Kandungan O = 900–1200 ppm → magnet tersinter: Br = 14.2 kG, HcJ = 18 kOe
- Serbuk giling secara mekanikal: Kandungan O >3500 ppm → Br = 13.6 kG, HcJ = 14 kOe (rumusan yang sama)
Kesimpulan
Keperluan untuk kilang jet dalam pengeluaran NdFeB bukanlah hasil daripada monopoli teknologi, sebaliknya permintaan yang wujud bagi magnet kekal berprestasi tinggi:
- keseragaman saiz zarah yang tepat
- sangat tinggi kimia kesucian
- pengoksidaan yang rendah dan pemprosesan yang selamat
- konsistensi yang tinggi dan keberkesanan kos
Kilang jet, melalui mekanisme kesan kendiri yang unik dan keupayaan perlindungan gas lengai, telah terbukti sebagai penyelesaian industri yang paling boleh dipercayai dan berkesan untuk memenuhi keperluan ketat ini.
"Terima kasih kerana membaca. Saya harap artikel saya membantu. Sila tinggalkan komen di bawah. Anda juga boleh menghubungi wakil pelanggan dalam talian Zelda untuk sebarang pertanyaan lanjut"
— Dihantar oleh Jason Wang