Apa itu Magnet Neodymium / Magnet NdFeB?
Jenis yang paling umummagnet tanah jarangadalah magnet neodymium, biasa disebut sebagai magnet NdFeB, NIB, atau Neo.Neodymium, besi, dan boron digabungkan untuk menciptakan struktur kristal tetragonal Nd2Fe14B magnet permanen.Magnet neodymium adalah jenis magnet permanen terkuat yang ada di pasaran saat ini.Mereka dikembangkan secara terpisah pada tahun 1984 oleh General Motors dan Sumitomo Special Metals.
Bergantung pada metode pembuatan yang digunakan, magnet NdFeB dapat digolongkan sebagaidisinteratau terikat.Dalam banyak aplikasi pada barang-barang kontemporer yang membutuhkan magnet permanen yang kuat, seperti motor listrik pada alat tanpa kabel, hard disk drive, dan pengencang magnet, mereka telah menggantikan jenis magnet lainnya.
Penjelasan Kekuatan
Neodymium adalah logam antiferomagnetik yang menunjukkan karakteristik magnetik ketika murni, tetapi hanya pada suhu di bawah 19 K (254,2 °C; 425,5 °F).Senyawa neodymium dengan logam transisi feromagnetik seperti besi, yang memiliki suhu Curie jauh di atas suhu kamar, digunakan untuk membuat magnet neodymium.
Kekuatan magnet neodymium adalah kombinasi dari berbagai hal.Yang paling signifikan adalah anisotropi magnetocrystalline uniaksial yang sangat tinggi dari struktur kristal tetragonal Nd2Fe14B (HA 7 T - kuat medan magnet H dalam satuan A/m terhadap momen magnet dalam Am2).Hal ini menunjukkan bahwa kristal zat tersebut bermagnet secara istimewa di sepanjang sumbu kristal tertentu tetapi merasa sangat sulit untuk bermagnet ke arah lain.Paduan magnet neodymium, seperti magnet lainnya, terbuat dari butiran mikrokristalin yang selama pembuatan disejajarkan dalam medan magnet yang kuat sehingga sumbu magnetnya semuanya mengarah ke arah yang sama.Senyawa ini memiliki koersivitas yang sangat tinggi, atau ketahanan terhadap demagnetisasi, karena ketahanan kisi kristal untuk mengubah arah magnetnya.
Karena mengandung empat elektron tidak berpasangan dalam struktur elektronnya dibandingkan dengan (rata-rata) tiga elektron dalam besi, atom neodymium dapat memiliki momen dipol magnet yang signifikan.Elektron yang tidak berpasangan dalam magnet yang disejajarkan sehingga putarannya menghadap ke arah yang sama menghasilkan medan magnet.Hal ini menghasilkan magnetisasi saturasi yang kuat untuk kombinasi Nd2Fe14B (Js 1,6 T atau 16 kG) dan magnetisasi residual tipikal sebesar 1,3 tesla.Hasilnya, fase magnetik ini memiliki kapasitas untuk menyimpan energi magnetik dalam jumlah signifikan (BHmax 512 kJ/m3 atau 64 MGOe), karena densitas energi tertinggi sebanding dengan Js2.
Nilai energi magnet ini sekitar 18 kali volume dan 12 kali massa lebih besar dari magnet ferit "biasa".Samarium cobalt (SmCo), magnet tanah jarang pertama yang tersedia secara komersial, memiliki tingkat fitur energi magnetik yang lebih rendah daripada paduan NdFeB.Karakteristik magnetik magnet neodymium sangat dipengaruhi oleh struktur mikro, proses pembuatan, dan komposisi paduan.
Atom besi dan kombinasi neodymium-boron ditemukan di lapisan alternatif di dalam struktur kristal Nd2Fe14B.Atom boron diamagnetik mempromosikan kohesi melalui ikatan kovalen yang kuat tetapi tidak secara langsung berkontribusi pada magnet.Magnet neodymium lebih murah daripada magnet samarium-kobalt karena konsentrasi tanah jarang yang relatif rendah (12% volume, 26,7% massa), serta ketersediaan relatif neodymium dan besi dibandingkan dengan samarium dan kobalt.
Properti
Nilai:
Produk energi maksimal dari magnet neodymium—yang sesuai dengan produksi fluks magnet per satuan volume—digunakan untuk mengklasifikasikannya.Magnet yang lebih kuat ditunjukkan dengan nilai yang lebih tinggi.Ada kategorisasi yang diterima secara umum di seluruh dunia untuk magnet NdFeB yang disinter.Nilainya berkisar dari 28 hingga 52. Neodymium, atau magnet NdFeB yang disinter, dilambangkan dengan N awal sebelum nilai.Nilai diikuti oleh huruf yang menunjukkan koersivitas intrinsik dan suhu operasi maksimum, yang berkorelasi positif dengan suhu Curie dan berkisar dari default (hingga 80 °C atau 176 °F) hingga TH (230 °C atau 446 °F) .
Nilai darimagnet NdFeB yang disinter:
N30-N56, N30M-N52M, N30H-N52H, N30SH-N52SH, N28UH-N45UH, N28EH-N42EH, N30AH-N38AH
Properti Magnetik:
Di antara karakteristik penting yang digunakan untuk membedakan magnet permanen adalah:
Remanensi(Br),yang mengukur kekuatan medan magnet.
Koersivitas(Hci),ketahanan demagnetisasi material.
Produk energi maksimum(BHmaks),nilai terbesar kerapatan fluks magnet (B) kali
kekuatan medan magnet, yang mengukur kerapatan energi magnet (H).
Suhu Curie (TC), titik di mana suatu zat berhenti bersifat magnetis.
Magnet neodymium mengungguli jenis magnet lainnya dalam hal remanensi, koersivitas, dan produk energi, tetapi seringkali memiliki suhu Curie yang lebih rendah.Terbium dan dysprosium adalah dua paduan magnet neodymium khusus yang telah dibuat dengan suhu Curie yang lebih tinggi dan toleransi suhu yang lebih tinggi.Kinerja magnetik magnet Neodymium kontras dengan jenis magnet permanen lainnya pada tabel di bawah ini.
| Magnet | Sdr(T) | Hcj(kA/m) | BHmaxkJ/m3 | TC | |
| ( ℃) | ( ℉) | ||||
| Nd2Fe14B, disinter | 1.0-1.4 | 750-2000 | 200-440 | 310-400 | 590-752 |
| Nd2Fe14B, terikat | 0,6-0,7 | 600-1200 | 60-100 | 310-400 | 590-752 |
| SmCo5, disinter | 0,8-1,1 | 600-2000 | 120-200 | 720 | 1328 |
| Sm(Co, Fe, Cu, Zr)7 disinter | 0,9-1,15 | 450-1300 | 150-240 | 800 | 1472 |
| AlNiCi, disinter | 0,6-1,4 | 275 | 10-88 | 700-860 | 1292-1580 |
| Sr-Ferrite, disinter | 0,2-0,78 | 100-300 | 10-40 | 450 | 842 |
Masalah Korosi
Batas butir magnet yang disinter sangat rentan terhadap korosi pada Nd2Fe14B yang disinter.Jenis korosi ini dapat mengakibatkan kerusakan yang signifikan, seperti pengelupasan lapisan permukaan atau penghancuran magnet menjadi bubuk partikel magnetik kecil.
Banyak barang komersial mengatasi risiko ini dengan menyertakan penutup pelindung untuk menghentikan paparan terhadap lingkungan.Pelapisan yang paling umum adalah nikel, nikel-tembaga-nikel, dan seng, sementara logam lain juga dapat digunakan, seperti pelindung polimer dan pernis.pelapis.
Efek Suhu
Neodymium memiliki koefisien negatif, yang berarti bahwa ketika suhu naik, koersivitas dan kerapatan energi magnetik maksimum (BHmax) turun.Pada suhu sekitar, magnet neodymium-besi-boron memiliki koersivitas yang tinggi;namun, ketika suhu meningkat lebih dari 100 °C (212 °F), koersivitas turun dengan cepat hingga mencapai suhu Curie, yaitu sekitar 320 °C atau 608 °F.Penurunan koersivitas ini membatasi keefektifan magnet dalam aplikasi suhu tinggi seperti turbin angin, motor hibrida, dll. Untuk mencegah penurunan kinerja karena fluktuasi suhu, ditambahkan terbium (Tb) atau disprosium (Dy), sehingga meningkatkan biaya magnet.
Aplikasi
Karena kekuatannya yang lebih tinggi memungkinkan penggunaan magnet yang lebih kecil dan lebih ringan untuk aplikasi tertentu, magnet neodymium telah menggantikan magnet alnico dan ferit dalam banyak aplikasi yang tak terhitung jumlahnya dalam teknologi kontemporer yang membutuhkan magnet permanen yang kuat.Berikut beberapa contohnya:
Aktuator kepala untuk hard disk komputer
Sakelar penyalaan rokok elektrik mekanis
Kunci untuk pintu
speaker ponsel & aktuator fokus otomatis
Kemudi tenaga listrik
Alat tanpa kabel
Motor servo& Motor sinkron
Motor untuk mengangkat dan kompresor
Motor spindel dan stepper
Motor penggerak mobil hybrid dan listrik
Generator listrik untuk turbin angin (dengan eksitasi magnet permanen)
Pemisah kasus media ritel
Magnet neodymium yang kuat digunakan dalam industri proses untuk menangkap benda asing dan melindungi produk dan proses.
Meningkatnya kekuatan magnet neodymium telah mengilhami penggunaan baru seperti jepitan perhiasan magnetik, set bangunan magnet anak-anak (dan perangkat neodymium lainnya).mainan magnet), dan sebagai bagian dari mekanisme penutupan peralatan parasut olahraga saat ini.Mereka adalah logam utama dalam magnet mainan meja yang pernah populer yang dikenal sebagai "Buckyballs" dan "Buckycubes", namun beberapa toko di Amerika Serikat memilih untuk tidak menjualnya karena masalah keselamatan anak, dan telah dilarang di Kanada. untuk alasan yang sama.
Dengan munculnya pemindai pencitraan resonansi magnetik terbuka (MRI) yang digunakan untuk melihat tubuh di departemen radiologi sebagai alternatif magnet superkonduktor, kekuatan dan homogenitas medan magnet magnet neodymium juga membuka kemungkinan baru dalam industri medis.
Magnet neodymium digunakan untuk mengobati penyakit gastroesophageal reflux sebagai sistem anti-refluks yang ditanam melalui pembedahan, yang merupakan pita magnet yang ditanam melalui pembedahan di sekitar sfingter esofagus bagian bawah (GERD).Mereka juga telah ditanamkan di jari untuk mengaktifkan indera sensorik medan magnet, meskipun ini adalah operasi eksperimental yang hanya diketahui oleh biohacker dan penggiling.
Sinter NdFeB magnetmemiliki kualitas magnetik tertinggi dan digunakan di sejumlah sektor, termasuk kait pintu, motor, generator, dan komponen industri berat.
Magnet terkompresi terikatlebih kuat dari magnet cetakan injeksi.
Injeksi Plastik NdFeB magnetadalah bahan komposit generasi baru yang terdiri dari bubuk magnet permanen dan plastik, dengan kualitas magnet dan plastik yang luar biasa, serta akurasi dan ketahanan stres yang tinggi.
