חומרים מגנטיים הם חומרים מאוד מיוחדים בשימוש נרחב בתחומים כמו דיסקים מגנטיים ומנועי רכב חשמליים. ישנם די הרבה סוגים של חומרים מגנטיים, ומגנטי NdFeB הם אחד החומרים המגנטיים החשובים. מגנטים מסוג NdFeB נמצאים בשימוש נרחב בתחומים רבים, אך אנשים צריכים להבהיר שאלה חשובה מאוד לפני השימוש בהם: מהם ההבדלים, היתרונות והחסרונות של NdFeB מסונטף ו-NdFeB מלוכד?
סוגי מגנטים NdFeB
ניתן לחלק את מגנטי NdFeB לשני סוגים על פי תהליכי ייצור שונים: NdFeB מלוכלך ו-NdFeB מלוכד. להלן נציג בפירוט את ההבדל בין NdFeB מסונט ל-NdFeB מלוכד.
Sintered NdFeB
ניתן לומר ש- Sintered NdFeB היא השיטה המוקדמת ביותר לייצור מגנטים NdFeB. חומרי הגלם של המגנטים הם ניאודימיום, ברזל, בורון וכו'. ראשית מערבבים את אבקות הנאודימיום, הברזל והבורון ביחס כימי מסוים לקבלת תערובת. לאחר מכן מוסיפים דגימת תערובת לתבנית ועוברים לעיבוד לחץ עד שהדגימה משתנה בהדרגה לצורת מחט. צורה זו יכולה לספק שטח פנים ורווחים מספיקים זה לזה כדי לספק יכולת ספיחה טובה יותר לדגימה כדי להקל על שלב הבידוד הבא. בשלב זה, אחד התהליכים נקרא סינטר. בתהליך זה, הדגימה עוברת טיפול בחום תחת טמפרטורה ולחץ גבוהים כדי לחטא אותה לגוש, ובכך להשלים את טיהור הצורה ויצירת המיקרו-מבנה. טיפול זה, המבוסס על טמפרטורת התנור, הוא שלב ייצור קריטי הקובע את מבנה המגנט ותכונותיו.
Bonded NdFeB
שיטת הייצור של NdFeB מלוכדת שונה במקצת מזו של NdFeB מחולב. ראשית, חומרי גלם כגון ניאודימיום, ברזל ובור מעורבבים ליצירת אבקה מגנטית של חלקיקים קטנים, שקל יותר לתפעול ולעבד לצורות שונות מאשר אבקת ניאודימיום-ברזל-בורון מחוטאת. לאחר מכן מוסיפים את דגימת האבקה המגנטית לתבנית, נלחצת ומייבשת ב-350 עד 400 מעלות. התהליך הבא נקרא חיבור. בתהליך זה, דגימת המגנט בתבנית ממשיכה להתחמם ל-1000 מעלות. תחת טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה, המדגם נמס ויוצרים צורה מסוימת בתבנית הנירוסטה.
ההבדל בין Sintered NdFeB ל- Bonded NdFeB
1. התכונות המכניות של מגנטים מלוכדים של NdFeB חלשות יחסית, אך יש להם תכונות עיבוד טובות יותר וניתן לעבד אותם לצורות שונות, במיוחד חלקים בעלי צורות מורכבות. התכונות המכניות של בורון מברזל מחוטא חזקות יחסית, אך צורתו פשוטה בדרך כלל.
2. הביצועים של מגנטים מלוכדים NdFeB אמינים יותר באופן יחסי מכיוון שהדגימה עוברת פחות קישורים במהלך העיבוד, ולכן תהליך הייצור שלו יציב יותר. Sintered NdFeB תובעני יותר בתהליך הייצור, במיוחד שלב ה-sintering, אשר ישפיע באופן משמעותי על התכונות המגנטיות של המדגם.
3. עלות התהליך של מגנטים מסוג NdFeB מחולבים גבוהה יותר, בעוד שהעלות של מגנטים מלוכדים של NdFeB נמוכה יותר מכיוון שהם יכולים להשיג ייצור המוני ולהפחית את הצורך הספציפי בתחליפים מותאמים אישית בייצור.
4. למגנטים מרוסקים NdFeB יש עמידות חזקה בפני קורוזיה. בהשוואה למגנטי NdFeB מלוכדים, יכולתם לעמוד בפני חמצון וקורוזיה טובה יותר.
5. המאפיינים המגנטיים של מגנטים מסוג NdFeB יציבים יותר, בעוד שלביצועים של מגנטים מלוכדים NdFeB יש הבדלים מסוימים עקב תהליכי עיבוד וייצור שונים.
6. למגנטים מלוכדים של NdFeB יש עמידות טובה יותר בחום בטמפרטורות גבוהות ויכולים לעמוד בטמפרטורות הפעלה גבוהות יותר, בעוד למגנטים משולבים NdFeB יש עמידות נמוכה יותר בחום.
Sintered NdFeB משמש בעיקר באלקטרוניקה, מנועים, ציוד רפואי, צעצועים, אריזות, מכונות חומרה, תעופה וחלל ותחומים אחרים, כגון מנועי מגנט קבוע, רמקולים, מפרידים מגנטיים, כונני דיסקים למחשב, ציוד ומכשירים להדמיה בתהודה מגנטית וכו'. Bonded NdFeB נמצא בשימוש נרחב במכוניות, אלקטרוניקה, תקשורת, ציוד רפואי ותחומים אחרים, כגון ציוד אוטומציה משרדית, מכונות חשמליות, ציוד אודיו-ויזואלי, מכשור, מנועים קטנים ומכונות מדידה.
בסך הכל, בחירת החומר תלויה בתרחיש היישום הספציפי ובדרישות הביצועים. Sintered NdFeB נמצא בשימוש נרחב בתחומים הדורשים מגנטים בעלי ביצועים גבוהים בשל התכונות המגנטיות הגבוהות שלו. יחד עם זאת, Bonded NdFeB מתאים למכשירי מגנט קבועים בעלי צורות מורכבות ודרישות דיוק ממדי גבוהות בשל עלותו הנמוכה וביצועי העיבוד הטובים.
