นีโอดีเฟบบี (นีโอดิเมียม-เหล็ก-โบรอน) เป็นวัสดุแม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่งที่สุดในปัจจุบัน และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในมอเตอร์ขับเคลื่อนรถยนต์ไฟฟ้า กังหันลม อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และอื่นๆ อีกมากมาย ในกระบวนการผลิต ขั้นตอนการบดละเอียดมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากส่งผลโดยตรงต่อการกระจายตัวของขนาดอนุภาค ปริมาณออกซิเจน และประสิทธิภาพแม่เหล็กขั้นสุดท้าย วิธีการบดละเอียดเชิงกลแบบดั้งเดิม (เช่น โรงงานลูกบอล หรือการบดกราม) ไม่สามารถตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของ NdFeB ได้ ในขณะที่ โรงสีเจ็ท ได้กลายเป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรม
บทความนี้จะอธิบายความจำเป็นของเครื่องบดเจ็ทอากาศอย่างเป็นระบบจากหลายมิติ รวมถึงคุณสมบัติของวัสดุ ความต้องการของกระบวนการ และสาเหตุของความล้มเหลวของวิธีแก้ปัญหาอื่นๆ
ลักษณะของวัสดุ NdFeB ทำให้การบดเป็นผงมีความท้าทายสูง
มีความแข็งและเปราะสูง
เฟสหลัก Nd₂Fe₁₄B มีความแข็งโมห์ส 6–7 และมีความเปราะสูงมาก อย่างไรก็ตาม การมีเฟสอ่อนที่มี Nd ในปริมาณเล็กน้อยทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกเฉพาะจุด แทนที่จะเกิดการแตกหักระหว่างเกรนแบบสะอาดในระหว่างการบดเชิงกล
ปฏิกิริยาเคมีที่สูงมาก
Nd เป็นธาตุหายากที่มีปฏิกิริยาสูง มีศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานอยู่ที่ -2.32 โวลต์ และเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์ทันทีเมื่อสัมผัสกับออกซิเจน อนุภาคผงขนาดเล็กจะเพิ่มอัตราการออกซิเดชันอย่างมาก การศึกษาแสดงให้เห็นว่าผง NdFeB ที่มีขนาดเล็กกว่า 10 ไมโครเมตร สามารถรับออกซิเจนได้ 500–1000 ppm ภายใน 30 วินาทีเมื่อสัมผัสกับอากาศ
สมบัติทางแม่เหล็กมีความไวต่อการวางแนวของเมล็ดพืชสูง
NdFeB เผาต้องใช้อนุภาคโมโนคริสตัลไลน์ (โดยทั่วไป 3–5 ไมโครเมตร) รอยแตกขนาดเล็กหรือความเสียหายที่ขอบเกรนอันเกิดจากการบดที่ไม่เหมาะสมจะรบกวนแอนไอโซทรอปิกแม่เหล็ก ทำให้ Br ลดลง 5–10%.
ข้อจำกัดร้ายแรงของการบดด้วยเครื่องจักรแบบดั้งเดิม
| วิธีการบดเป็นผง | ปัญหาหลัก | ผลกระทบต่อ NdFeB |
|---|---|---|
| เครื่องบดขากรรไกร/ค้อน | จุดร้อนในท้องถิ่น (>200°C), การปนเปื้อนของโลหะ | การหลอมละลายและรอยเปื้อนของเฟสที่อุดมด้วย Nd; การปนเปื้อนของ Fe >500 ppm |
| โรงงานลูกบอล (แห้ง/เปียก) | การสึกหรอของสื่อ การแพร่กระจายของออกซิเจน เวลาการเปิดรับแสงนาน | ออกซิเจน >3000 ppm, ซิกม่าขนาดอนุภาค >2 |
| ดิสก์/โรงสีลูกกลิ้ง | แรงเฉือนไม่สม่ำเสมอ ความร้อนสะสม | ความหนาแน่นของข้อบกพร่องที่สูงขึ้น HcJ ลดลง 15% |
การบดด้วยเครื่องจักรก่อให้เกิดความร้อนจากแรงเสียดทานและเศษโลหะที่สึกหรออย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจาก NdFeB มีเกณฑ์ออกซิเดชันต่ำมาก (ΔG สำหรับ Nd₂O₃ ≈ –1700 kJ/mol) แม้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยก็สามารถกระตุ้นให้เกิดออกซิเดชันที่ไม่สามารถย้อนกลับได้
ข้อดีที่เป็นเอกลักษณ์ของ เจ็ตมิลล์ สำหรับ NdFeB
ก โรงสีเจ็ท ใช้กระแสลมเหนือเสียง (เลขมัค > 2) เพื่อเร่งอนุภาคและทำให้เกิดการชนกันเอง ซึ่งทำให้มีข้อดีที่ไม่มีใครเทียบได้ดังต่อไปนี้:
ไม่มีสื่อและไม่มีสิ่งปนเปื้อน
- ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวทางกลในห้องบด จึงขจัดการปนเปื้อนของ Fe, Cr, Zr
- โดยทั่วไปการเพิ่มขึ้นของสิ่งเจือปนจะน้อยกว่า 50 ppm เมื่อเปรียบเทียบกับ 500–2000 ppm ในโรงสีเชิงกล
การทำงานที่อุณหภูมิต่ำ
- การขยายตัวของก๊าซทำให้เกิดเอฟเฟกต์การระบายความร้อนแบบจูล-ทอมสัน ซึ่งทำให้กระบวนการสีมีอุณหภูมิใกล้เคียงกัน
- การเพิ่มขึ้นของออกซิเจนอยู่ที่ 80–150 ppm เท่านั้น ภายใต้การป้องกันด้วยก๊าซเฉื่อย
นี่เป็นข้อได้เปรียบสำคัญที่เทคโนโลยีการสีแบบดั้งเดิมไม่สามารถบรรลุได้
การกระจายขนาดอนุภาคที่แคบสำหรับวัสดุแม่เหล็กระดับไฮเอนด์
- ความเร็วสัมพันธ์ของอนุภาค >300 ม./วินาที ช่วยให้เกิดการแตกตามขอบเกรนอย่างสะอาด
- PSD แคบมาก: D50 = 3.5 ± 0.5 μm, ช่วง < 1.2, อัตราโมโนคริสตัลไลน์ >95%
- เครื่องเจ็ทมิลล์ + เครื่องจำแนกเซรามิกแบบแม่นยำ ช่วยให้สามารถจำแนก D50 ได้ 1–10 μm โดยมีสัณฐานวิทยาที่ยอดเยี่ยมและการกระจายที่แคบ
ตรงตามข้อกำหนดของแม่เหล็ก NdFeB แรงบีบบังคับสูงขั้นสูงอย่างครบถ้วน
การดีออกซิเจนแบบบูรณาการและการจำแนกประเภท
- ไซโคลน + ถุงเก็บออกซิเจน <50 ppm ออนไลน์
- การไหลเวียนไนโตรเจนแบบวงจรปิดจำกัดการสัมผัสผงให้เหลือน้อยกว่า 1 วินาที
เหมาะสำหรับการผลิตแบบอัตโนมัติและต่อเนื่องที่มีความสม่ำเสมอสูง
แม่เหล็ก NdFeB ต้องการคุณภาพผงที่เสถียรและสม่ำเสมออย่างยิ่ง ระบบเจ็ทมิลล์รองรับ:
- การให้อาหารอัตโนมัติ
- การควบคุมขนาดอนุภาคแบบเรียลไทม์
- การทำงานที่เสถียรต่อเนื่อง
- การบดแบบวงจรปิด + การจำแนกประเภท
วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพที่สม่ำเสมอในทุกชุดการผลิต เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ด้วยเหตุนี้ เครื่องบดเจ็ทมิลล์จึงกลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐานสำหรับผู้ผลิตผง NdFeB ระดับไฮเอนด์
ข้อมูลการตรวจสอบทางอุตสาหกรรม
- เกิน 98% ผู้ผลิต NdFeB รายใหญ่ 3 อันดับแรกของโลกใช้เทคโนโลยีการกัดแบบเจ็ทมิลลิ่ง
- ผงบดด้วยเจ็ท: ปริมาณ O = 900–1200 ppm → แม่เหล็กเผา: Br = 14.2 kG, HcJ = 18 kOe
- ผงบดด้วยเครื่องจักร: ปริมาณ O >3500 ppm → Br = 13.6 kG, HcJ = 14 kOe (สูตรเดียวกัน)
บทสรุป
ความต้องการเครื่องบดเจ็ทในการผลิต NdFeB ไม่ใช่ผลจากการผูกขาดทางเทคโนโลยี แต่เป็นความต้องการโดยธรรมชาติของแม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูง:
- ความสม่ำเสมอของขนาดอนุภาคที่แม่นยำ
- สูงมาก เคมี ความบริสุทธิ์
- ออกซิเดชันต่ำและการแปรรูปที่ปลอดภัย
- ความสม่ำเสมอสูงและคุ้มต้นทุน
เครื่องบดเจ็ทมีกลไกการกระแทกเฉพาะตัวและความสามารถในการป้องกันก๊าซเฉื่อย ซึ่งพิสูจน์แล้วว่าเป็นโซลูชันทางอุตสาหกรรมที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสูงสุดในการตอบสนองข้อกำหนดที่เข้มงวดเหล่านี้
ขอบคุณที่อ่านนะคะ หวังว่าบทความของฉันจะเป็นประโยชน์นะคะ แสดงความคิดเห็นไว้ด้านล่างได้เลยค่ะ หรือหากมีข้อสงสัยเพิ่มเติม สามารถติดต่อตัวแทนฝ่ายบริการลูกค้าออนไลน์ของ Zelda ได้ค่ะ
— โพสต์โดย เจสัน หว่อง