NdFeB मैग्नेट क्या है?
उत्पादन प्रक्रियाओं के अनुसार,आपीतला चुंबकमें विभाजित किया जा सकता हैसिंटर्ड नियोडिमियमऔरबंधुआ नियोडिमियम. बंधुआ नियोडिमियम में सभी दिशाओं में चुंबकत्व है और यह संक्षारण प्रतिरोधी है; सिंटर्ड नियोडिमियम में संक्षारण का खतरा होता है और इसकी आवश्यकता होती हैकलई करनाइसकी सतह पर, आम तौर पर जस्ता चढ़ाना, निकल चढ़ाना, पर्यावरण के अनुकूल जस्ता चढ़ाना, पर्यावरण के अनुकूल निकल चढ़ाना, निकल तांबा निकल चढ़ाना, पर्यावरण के अनुकूल निकल तांबा निकल चढ़ाना आदि शामिल हैं।
नियोडिमियम मैग्नेट का वर्गीकरण
नियोजित निर्माण विधि के आधार पर, नियोडिमियम चुंबक सामग्री को विभाजित किया जा सकता हैसिंटर्ड नियोडिमियमऔरबंधुआ नियोडिमियम. बंधुआ नियोडिमियम में सभी दिशाओं में चुंबकत्व है और यह संक्षारण प्रतिरोधी है; सिंटर्ड नियोडिमियम में संक्षारण का खतरा होता है और इसकी आवश्यकता होती हैकलई करनाइसकी सतह पर, आम तौर पर जस्ता चढ़ाना, निकल चढ़ाना, पर्यावरण के अनुकूल जस्ता चढ़ाना, पर्यावरण के अनुकूल निकल चढ़ाना, निकल तांबा निकल चढ़ाना, पर्यावरण के अनुकूल निकल तांबा निकल चढ़ाना आदि शामिल हैं।अनुप्रयोगसमकालीन वस्तुओं में जिन्हें शक्तिशाली स्थायी चुम्बकों की आवश्यकता होती है, जैसे ताररहित उपकरणों में इलेक्ट्रिक मोटर, हार्ड डिस्क ड्राइव और चुंबकीय फास्टनरों, उन्होंने अन्य प्रकार के चुम्बकों का स्थान ले लिया है।
दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक का सबसे आम प्रकार है aनेओद्यमिउम मगनेट, जिसे आमतौर पर ए के रूप में जाना जाता हैएनडीएफईबी, एनआईबी, या नियो चुंबक। स्थायी चुंबक की Nd2Fe14B टेट्रागोनल क्रिस्टलीय संरचना बनाने के लिए नियोडिमियम, आयरन और बोरॉन को मिलाया गया था। नियोडिमियम मैग्नेट वर्तमान में बाज़ार में उपलब्ध स्थायी मैग्नेट का सबसे मजबूत प्रकार है। इन्हें 1984 में जनरल मोटर्स और सुमितोमो स्पेशल मेटल्स द्वारा अलग से विकसित किया गया था।
नेओद्यमिउम मगनेटकम घनत्व लेकिन उच्च यांत्रिक गुणों वाला एक अपेक्षाकृत कठोर भंगुर पदार्थ है, और इसकी उत्पादन लागत अन्य दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री की तुलना में कम है। वर्तमान में, तीसरी पीढ़ी के दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री के साथ बाजार हिस्सेदारी की क्षैतिज तुलना के आधार पर, नियोडिमियम मैग्नेट की बाजार हिस्सेदारी और वार्षिक उत्पादन सबसे अधिक है, जो सस्ते से केवल कम है।फेराइट मैग्नेट.
सिंटर्ड एनडीएफईबी मैग्नेटइनमें उच्चतम चुंबकीय गुण होते हैं और इनका उपयोग दरवाजे की कुंडी, मोटर, जनरेटर और भारी औद्योगिक घटकों सहित कई क्षेत्रों में किया जाता है।
बंधुआ संपीड़ित चुंबकइंजेक्शन मोल्डेड चुम्बकों से अधिक मजबूत होते हैं।
इंजेक्शन प्लास्टिक एनडीएफईबी चुंबकएक नई पीढ़ी की मिश्रित सामग्री है जो स्थायी चुंबकीय पाउडर और प्लास्टिक से बनी है, जिसमें असाधारण चुंबकीय और प्लास्टिक गुणों के साथ-साथ उच्च सटीकता और तनाव प्रतिरोध भी है।
सिंटर्ड नियोडिमियम मैग्नेट
सिंटर्ड नियोडिमियम चुंबकएक समकालीन मजबूत चुंबक है, जिसमें न केवल उत्कृष्ट विशेषताएं हैं जैसे कि उच्च अवशेष, उच्च बलशीलता, उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पाद और उच्च-प्रदर्शन मूल्य अनुपात, बल्कि विभिन्न आकृतियों और आकारों में संसाधित करना भी आसान है, विशेष रूप से उच्च-शक्ति के लिए उपयुक्त और उच्च चुंबकीय क्षेत्र क्षेत्र, साथ ही विभिन्न लघु और हल्के प्रतिस्थापन उत्पाद।
सिंटर्ड नियोडिमियम मैग्नेट का उपयोग मुख्य रूप से ऑटोमोबाइल (इलेक्ट्रिक ड्राइव, इलेक्ट्रिक पावर स्टीयरिंग, सेंसर इत्यादि), पवन ऊर्जा उत्पादन, सूचना उद्योग (हार्ड डिस्क ड्राइव, ऑप्टिकल डिस्क ड्राइव), उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (मोबाइल फोन, डिजिटल कैमरा), घरेलू में किया जाता है। उपकरण (परिवर्तनीय आवृत्ति एयर कंडीशनिंग, रेफ्रिजरेटर और वॉशिंग मशीन), एलिवेटर रैखिक मोटर्स, परमाणु चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग मशीन इत्यादि। बुद्धिमान विनिर्माण में, बुद्धिमान ड्राइविंग, रोबोट द्वारा दर्शाया गया हैअनुप्रयोगबुद्धिमान सेवाओं जैसे क्षेत्रों में वृद्धि हो रही है।
बंधुआ नियोडिमियम मैग्नेट
बंधुआ नियोडिमियम चुंबक एक प्रकार की मिश्रित स्थायी चुंबक सामग्री है जो तेजी से बुझने वाले नैनोक्रिस्टलाइन नियोडिमियम आयरन बोरान चुंबकीय पाउडर को उच्च बहुलक (जैसे थर्मोसेटिंग एपॉक्सी राल, थर्मोप्लास्टिक इंजीनियरिंग प्लास्टिक इत्यादि) के साथ एक बाइंडर के रूप में जोड़कर बनाई जाती है, जिसे विभाजित किया गया है।बंधुआ नियोडिमियम संपीड़ित मैग्नेटऔरबंधुआ नियोडिमियम इंजेक्शन मैग्नेट. इसमें अत्यधिक उच्च आयामी सटीकता, अच्छी चुंबकीय एकरूपता और स्थिरता है, और इसे जटिल आकृतियों में बनाया जा सकता है, जिन्हें सिंटेड नियोडिमियम मैग्नेट पर हासिल करना मुश्किल है और इसे बनाने के लिए अन्य धातु या प्लास्टिक घटकों के साथ एकीकृत करना आसान है। बंधुआ नियोडिमियम मैग्नेट में विभिन्न चुंबकीयकरण विधियां, कम एड़ी वर्तमान हानि और मजबूत संक्षारण प्रतिरोध होता है।
बंधुआ नियोडिमियम मैग्नेट का उपयोग मुख्य रूप से सूचना प्रौद्योगिकी उद्योगों जैसे कंप्यूटर हार्ड ड्राइव और ऑप्टिकल डिस्क ड्राइव स्पिंडल मोटर्स, प्रिंटर/कॉपियर मोटर्स और चुंबकीय रोलर्स के साथ-साथ चर आवृत्ति ऊर्जा-बचत वाले घरेलू उपकरणों और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए ड्राइव और नियंत्रण घटकों में किया जाता है। नई ऊर्जा वाहनों के सूक्ष्म और विशेष मोटरों और सेंसरों में उनका अनुप्रयोग धीरे-धीरे एक उभरता हुआ मुख्यधारा बाजार बनता जा रहा है।
शक्ति की व्याख्या
नियोडिमियम एक एंटीफेरोमैग्नेटिक धातु है जो शुद्ध होने पर चुंबकीय विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, लेकिन केवल 19 K (254.2 °C; 425.5 °F) से नीचे के तापमान पर। नियोडिमियम यौगिकों का उपयोग लौह जैसे लौहचुंबकीय संक्रमण धातुओं के साथ किया जाता है, जिनका क्यूरी तापमान कमरे के तापमान से काफी ऊपर होता है, नियोडिमियम चुंबक बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।
नियोडिमियम मैग्नेट की ताकत विभिन्न चीजों का एक संयोजन है। सबसे महत्वपूर्ण टेट्रागोनल Nd2Fe14B क्रिस्टल संरचना (HA 7 T - Am2 में चुंबकीय क्षण के विरुद्ध A/m की इकाइयों में चुंबकीय क्षेत्र शक्ति H) की अत्यंत उच्च एकअक्षीय मैग्नेटोक्रिस्टलाइन अनिसोट्रॉपी है। यह इंगित करता है कि पदार्थ का एक क्रिस्टल एक निश्चित क्रिस्टल अक्ष के साथ अधिमानतः चुम्बकित होता है, लेकिन अन्य दिशाओं में चुम्बकित करना बेहद चुनौतीपूर्ण लगता है। नियोडिमियम चुंबक मिश्र धातु, अन्य चुंबकों की तरह, माइक्रोक्रिस्टलाइन अनाज से बना होता है जो विनिर्माण के दौरान एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में संरेखित होते हैं जैसे कि उनके चुंबकीय अक्ष एक ही दिशा में इंगित करते हैं। चुंबकत्व की दिशा बदलने के लिए क्रिस्टल जाली के प्रतिरोध के कारण यौगिक में अत्यंत उच्च बलशीलता, या विचुंबकीकरण का प्रतिरोध होता है।
क्योंकि इसकी इलेक्ट्रॉन संरचना में लोहे में (औसतन) तीन की तुलना में चार अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, नियोडिमियम परमाणु एक महत्वपूर्ण चुंबकीय द्विध्रुवीय क्षण रखने में सक्षम होता है। एक चुंबक में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन जो संरेखित होते हैं ताकि उनके स्पिन एक ही दिशा का सामना कर रहे हों, चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। इसके परिणामस्वरूप Nd2Fe14B संयोजन (Js 1.6 T या 16 kG) के लिए एक मजबूत संतृप्ति चुंबकत्व और 1.3 टेस्ला का एक विशिष्ट अवशिष्ट चुंबकत्व होता है। परिणामस्वरूप, इस चुंबकीय चरण में महत्वपूर्ण मात्रा में चुंबकीय ऊर्जा (BHmax 512 kJ/m3 या 64 MGOe) संग्रहीत करने की क्षमता होती है, क्योंकि उच्चतम ऊर्जा घनत्व Js2 के समानुपाती होता है।
यह चुंबकीय ऊर्जा मान "सामान्य" से आयतन के हिसाब से लगभग 18 गुना और द्रव्यमान के हिसाब से 12 गुना बड़ा है।फेराइट मैग्नेट. समैरियम कोबाल्ट (SmCo)यह पहला व्यावसायिक रूप से उपलब्ध दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक है, जिसमें एनडीएफईबी मिश्र धातुओं की तुलना में इस चुंबकीय ऊर्जा सुविधा का स्तर कम है। नियोडिमियम मैग्नेट की चुंबकीय विशेषताएं वास्तव में मिश्र धातु की सूक्ष्म संरचना, निर्माण प्रक्रिया और संरचना से प्रभावित होती हैं।
Nd2Fe14B क्रिस्टल संरचना के अंदर वैकल्पिक परतों में लोहे के परमाणु और एक नियोडिमियम-बोरॉन संयोजन पाए जाते हैं। प्रतिचुंबकीय बोरान परमाणु मजबूत सहसंयोजक बंधों के माध्यम से सामंजस्य को बढ़ावा देते हैं लेकिन सीधे चुंबकत्व में योगदान नहीं करते हैं। तुलनात्मक रूप से कम दुर्लभ पृथ्वी सांद्रता (आयतन द्वारा 12%, द्रव्यमान द्वारा 26.7%), साथ ही समैरियम और कोबाल्ट की तुलना में नियोडिमियम और लोहे की सापेक्ष उपलब्धता के कारण नियोडिमियम मैग्नेट समैरियम-कोबाल्ट मैग्नेट की तुलना में कम महंगे हैं।
गुण
ग्रेड:
नियोडिमियम मैग्नेट का अधिकतम ऊर्जा उत्पाद - जो प्रति इकाई आयतन चुंबकीय प्रवाह उत्पादन से मेल खाता है - का उपयोग उन्हें वर्गीकृत करने के लिए किया जाता है। मजबूत चुम्बकों को उच्च मानों द्वारा दर्शाया जाता है। सिंटर्ड एनडीएफईबी मैग्नेट के लिए दुनिया भर में आम तौर पर स्वीकृत वर्गीकरण है। इनका मान 28 से 52 तक होता है। नियोडिमियम, या सिंटरयुक्त एनडीएफईबी मैग्नेट, मानों से पहले प्रारंभिक एन द्वारा दर्शाया जाता है। मानों के बाद ऐसे अक्षर आते हैं जो आंतरिक जबरदस्ती और अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान को दर्शाते हैं, जो क्यूरी तापमान के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध होते हैं और डिफ़ॉल्ट (80 डिग्री सेल्सियस या 176 डिग्री फारेनहाइट तक) से टीएच (230 डिग्री सेल्सियस या 446 डिग्री फारेनहाइट) तक होते हैं। .
सिंटरयुक्त एनडीएफईबी मैग्नेट के ग्रेड:
N30-N56, N30M-N52M, N30H-N52H, N30SH-N52SH, N28UH-N45UH, N28EH-N42EH, N30AH-N38AH
स्थायी चुम्बकों के विपरीत उपयोग की जाने वाली महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं:
remanence(ब्र),जो चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को मापता है।
ज़बरदस्ती(एचसीआई),सामग्री का विचुंबकीकरण प्रतिरोध।
अधिकतम ऊर्जा उत्पाद(बीएचमैक्स),चुंबकीय प्रवाह घनत्व का सबसे बड़ा मूल्य (बी) गुना
चुंबकीय क्षेत्र की ताकत, जो चुंबकीय ऊर्जा (एच) के घनत्व को मापती है।
क्यूरी तापमान (टीसी), वह बिंदु जिस पर कोई पदार्थ चुंबकीय होना बंद कर देता है।
नियोडिमियम मैग्नेट अवशेष, जबरदस्ती और ऊर्जा उत्पाद के मामले में अन्य प्रकार के मैग्नेट से बेहतर प्रदर्शन करते हैं, लेकिन अक्सर क्यूरी तापमान कम होता है। टर्बियम और डिस्प्रोसियम दो विशेष नियोडिमियम चुंबक मिश्र धातु हैं जो उच्च क्यूरी तापमान और उच्च तापमान सहनशीलता के साथ बनाए गए हैं। नियोडिमियम मैग्नेट का चुंबकीय प्रदर्शन नीचे दी गई तालिका में अन्य स्थायी चुंबक प्रकारों के विपरीत है।
चुंबक | बीआर(टी) | एचसीजे(केए/एम) | बीएचमैक्सकेजे/एम3 | टीसी | |
(℃) | ( ℉) | ||||
Nd2Fe14B, पापयुक्त | 1.0-1.4 | 750-2000 | 200-440 | 310-400 | 590-752 |
Nd2Fe14B, बंधुआ | 0.6-0.7 | 600-1200 | 60-100 | 310-400 | 590-752 |
smCo5, पापयुक्त | 0.8-1.1 | 600-2000 | 120-200 | 720 | 1328 |
एसएम(Co, Fe, Cu, Zr)7 पापयुक्त | 0.9-1.15 | 450-1300 | 150-240 | 800 | 1472 |
AlNiCi, पापयुक्त | 0.6-1.4 | 275 | 10-88 | 700-860 | 1292-1580 |
सीनियर-फेराइट, पापयुक्त | 0.2-0.78 | 100-300 | 10-40 | 450 | 842 |
संक्षारण समस्याएँ
सिंटर्ड चुंबक की ग्रेन सीमाएं विशेष रूप से सिंटर्ड Nd2Fe14B में संक्षारण के लिए अतिसंवेदनशील होती हैं। इस प्रकार के क्षरण के परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण क्षति हो सकती है, जैसे सतह की परत का टूटना या चुंबक का छोटे चुंबकीय कणों के पाउडर में टूटना।
कई वाणिज्यिक सामान पर्यावरण के संपर्क में आने से रोकने के लिए एक सुरक्षात्मक आवरण शामिल करके इस जोखिम का समाधान करते हैं। सबसे आम चढ़ाना निकल, निकल-तांबा-निकल और जस्ता हैं, जबकि अन्य धातुओं का भी उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि बहुलक और लाह सुरक्षात्मककोटिंग्स.
तापमान प्रभाव
नियोडिमियम में एक नकारात्मक गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि जब तापमान बढ़ता है, तो तीव्रता और अधिकतम चुंबकीय ऊर्जा घनत्व (बीएचमैक्स) दोनों कम हो जाते हैं। परिवेश के तापमान पर, नियोडिमियम-आयरन-बोरॉन मैग्नेट में उच्च जबरदस्ती होती है; हालाँकि, जब तापमान 100 डिग्री सेल्सियस (212 डिग्री फ़ारेनहाइट) से अधिक बढ़ जाता है, तो जबरदस्ती कम हो जाती है जब तक कि यह क्यूरी तापमान तक नहीं पहुँच जाता, जो लगभग 320 डिग्री सेल्सियस या 608 डिग्री फ़ारेनहाइट है। जबरदस्ती में यह कमी पवन टरबाइन, हाइब्रिड मोटर इत्यादि जैसे उच्च तापमान अनुप्रयोगों में चुंबक की प्रभावशीलता को प्रतिबंधित करती है। तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण प्रदर्शन को गिरने से रोकने के लिए, टर्बियम (टीबी) या डिस्प्रोसियम (डाई) जोड़ा जाता है, जिससे लागत बढ़ जाती है चुंबक.
अनुप्रयोग
क्योंकि इसकी उच्च शक्ति किसी दिए गए समय के लिए छोटे, हल्के चुम्बकों के उपयोग की अनुमति देती हैआवेदन, नियोडिमियम मैग्नेट ने समकालीन प्रौद्योगिकी के अनगिनत अनुप्रयोगों में अल्निको और फेराइट मैग्नेट की जगह ले ली है, जहां मजबूत स्थायी मैग्नेट की आवश्यकता होती है। यहाँ कई उदाहरण हैं:
कंप्यूटर हार्ड डिस्क के लिए हेड एक्चुएटर्स
यांत्रिक ई-सिगरेट फायरिंग स्विच
दरवाज़ों के लिए ताले
मोबाइल फोन स्पीकर और ऑटोफोकस एक्चुएटर्स
सर्वोमोटर्सऔर सिंक्रोनस मोटर्स
उठाने और कम्प्रेसर के लिए मोटरें
स्पिंडल और स्टेपर मोटरें
हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक कार ड्राइव मोटर्स
पवन टर्बाइनों के लिए विद्युत जनरेटर (स्थायी चुंबक उत्तेजना के साथ)
रिटेल मीडिया केस डिकॉप्लर्स
विदेशी निकायों को पकड़ने और उत्पादों और प्रक्रियाओं की सुरक्षा के लिए प्रक्रिया उद्योगों में शक्तिशाली नियोडिमियम मैग्नेट का उपयोग किया जाता है।
नियोडिमियम मैग्नेट की बढ़ी हुई ताकत ने चुंबकीय आभूषण क्लैप्स, बच्चों के चुंबकीय भवन सेट (और अन्य नियोडिमियम) जैसे नए उपयोगों को प्रेरित किया हैचुंबक खिलौने), और वर्तमान खेल पैराशूट उपकरण के समापन तंत्र के भाग के रूप में। वे एक समय लोकप्रिय डेस्क-टॉय मैग्नेट में प्रमुख धातु हैं जिन्हें "बकीबॉल्स" और "बकीक्यूब्स" के नाम से जाना जाता है, हालांकि संयुक्त राज्य अमेरिका में कुछ दुकानों ने बच्चों की सुरक्षा चिंताओं के कारण उन्हें बेचने का विकल्प नहीं चुना है, और उन्हें कनाडा में प्रतिबंधित कर दिया गया है। इसी कारण से।
सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट के विकल्प के रूप में रेडियोलॉजी विभागों में शरीर को देखने के लिए उपयोग किए जाने वाले ओपन मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग (एमआरआई) स्कैनर के उद्भव के साथ, नियोडिमियम मैग्नेट की ताकत और चुंबकीय क्षेत्र की एकरूपता ने चिकित्सा उद्योग में नई संभावनाएं भी खोल दी हैं।
नियोडिमियम मैग्नेट का उपयोग गैस्ट्रोओसोफेगल रिफ्लक्स रोग के इलाज के लिए शल्य चिकित्सा द्वारा प्रत्यारोपित एंटी-रिफ्लक्स प्रणाली के रूप में किया जाता है, जो निचले एसोफेजियल स्फिंक्टर (जीईआरडी) के आसपास शल्य चिकित्सा द्वारा प्रत्यारोपित मैग्नेट का एक बैंड है। उन्हें चुंबकीय क्षेत्र की संवेदी अनुभूति को सक्षम करने के लिए उंगलियों में भी प्रत्यारोपित किया गया है, हालांकि यह एक प्रायोगिक ऑपरेशन है जिससे केवल बायोहैकर्स और ग्राइंडर ही परिचित हैं।
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