Was ist ein Neodym-Eisen-Bor-Magnet?
Was ist ein Neodym-Eisen-Bor-Magnet?
ANeodym-Magnet(auch bekannt als NdFeB-, NIB- oder Neo-Magnet) ist der am weitesten verbreitete Typ von Seltenerdmagneten. Es handelt sich um einen Permanentmagneten, der aus einer Legierung aus Neodym, Eisen und Bor besteht und die tetragonale Kristallstruktur Nd2Fe14B bildet. Neodym-Magnete wurden 1984 unabhängig voneinander von General Motors und Sumitomo Special Metals entwickelt und sind der stärkste im Handel erhältliche Permanentmagnettyp. Aufgrund unterschiedlicher Herstellungsverfahren werden sie in zwei Unterkategorien unterteilt, nämlich gesinterte NdFeB-Magnete und gebundene NdFeB-Magnete. Sie haben in vielen Anwendungen moderner Produkte, die starke Permanentmagnete erfordern, wie Elektromotoren in Akku-Werkzeugen, Festplattenlaufwerken und magnetischen Befestigungselementen, andere Magnettypen ersetzt.
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Welche Zusammensetzung haben Neodym-Permanentmagnetmaterialien?
Das Permanentmagnetmaterial NdFeB ist ein Permanentmagnetmaterial auf Basis der intermetallischen Verbindung Nd2Fe14B. Die Hauptbestandteile sind die Seltenerdelemente Neodym (Nd), Eisen (Fe) und Bor (B).Der Seltenerd-Permanentmagnet NdFeB der dritten Generation ist der stärkste Permanentmagnet unter den modernen Magneten. Sein Hauptrohstoff ist 29 % Seltenerdmetall Neodym – 32,5 % Metallelement Eisen 63,95–68,65 % Nichtmetallelement Bor 1,1–1,2 % und Dysprosium 0,6–8 % Niob 0,3–0,5 % Aluminium 0,3–0,5 % Kupfer 0,05–0,15 % und andere Elemente.
Was sind die Eigenschaften von Neodym-Magneten?
· Sehr hohe Entmagnetisierungsbeständigkeit
· Hohe Energie für die Größe
· Gut bei Umgebungstemperatur
· Das Material ist korrosiv und sollte für eine langfristige maximale Energieausbeute beschichtet werden
· Niedrige Arbeitstemperatur für Wärmeanwendungen, aber in regelmäßigen Abständen werden Materialien mit höherer Hitzebeständigkeit eingeführt
Wie werden Neodym-Magnete hergestellt?
Technologischer Prozess: Zutaten → Schmelzen von Barren/Spinnen → Pulverherstellung → Profilieren → Sintern und Tempern → magnetische Inspektion → Schleifen → Stiftschneiden → Galvanisieren → fertiges Produkt. Dabei sind die Zutaten die Basis und das Sintern und Tempern der entscheidende Schritt.
Magnetische Eigenschaften von gesinterten Neodym-Magneten
Serie | Grad | Remanenz | Zwangsgewalt | Intrinsische Zwangskraft | Max. Energieprodukt | Max. Arbeitstemperatur. | |||||
Br | Hcb | Hci | (BH) max | L/D=0,7 | |||||||
T | kg | KA/m | DU | KA/m | DU | KJ/m3 | MGO | C | °F | ||
N | N35 | 1,17-1,24 | 11.7-12.4 | ≥860 | ≥10,8 | ≥955 | ≥12 | 263-295 | 33-37 | 80 | 176 |
N38 | 1,22-1,30 | 12.2-13.0 | ≥860 | ≥10,8 | ≥955 | ≥12 | 287-318 | 36-40 | 80 | 176 | |
N40 | 1,26-1,32 | 12.6-13.2 | ≥860 | ≥10,8 | ≥955 | ≥12 | 302-334 | 38-42 | 80 | 176 | |
N42 | 1,29-1,35 | 12.9-13.5 | ≥860 | ≥10,8 | ≥955 | ≥12 | 318-350 | 40-44 | 80 | 176 | |
N45 | 1,32-1,38 | 13.2-13.8 | ≥860 | ≥10,8 | ≥955 | ≥12 | 334-366 | 42-46 | 80 | 176 | |
N48 | 1,37-1,43 | 13.7-14.3 | ≥836 | ≥10,5 | ≥876 | ≥11 | 358-390 | 45-49 | 80 | 176 | |
N50 | 1,40-1,45 | 14.0-14.5 | ≥836 | ≥10,5 | ≥876 | ≥11 | 374-406 | 47-51 | 80 | 176 | |
N52 | 1,42-1,48 | 14.2-14.8 | ≥836 | ≥10,5 | ≥876 | ≥11 | 390-422 | 49-53 | 80 | 176 | |
N54 | 1,45-1,51 | 14.5-15.1 | ≥836 | ≥10,5 | ≥876 | ≥11 | 398-438 | 50-55 | 80 | 176 | |
M | N35M | 1,17-1,24 | 11.7-12.4 | ≥860 | ≥10,8 | ≥1114 | ≥14 | 263-295 | 33-37 | 100 | 212 |
N38M | 1,22-1,30 | 12.2-13.0 | ≥915 | ≥11,5 | ≥1114 | ≥14 | 287-318 | 36-40 | 100 | 212 | |
N40M | 1,26-1,32 | 12.6-13.2 | ≥939 | ≥11,8 | ≥1114 | ≥14 | 302-334 | 38-42 | 100 | 212 | |
N42M | 1,29-1,35 | 12.9-13.5 | ≥955 | ≥12,0 | ≥1114 | ≥14 | 318-350 | 40-44 | 100 | 212 | |
N45M | 1,32-1,38 | 13.2-13.8 | ≥987 | ≥12,4 | ≥1114 | ≥14 | 334-366 | 42-46 | 100 | 212 | |
N48M | 1,37-1,43 | 13.7-14.3 | ≥1019 | ≥12,8 | ≥1114 | ≥14 | 358-390 | 45-49 | 100 | 212 | |
N50M | 1,40-1,45 | 14.0-14.5 | ≥1043 | ≥13,1 | ≥1114 | ≥14 | 374-406 | 47-51 | 100 | 212 | |
N52M | 1,42-1,48 | 14.2-14.8 | ≥1059 | ≥13,3 | ≥1114 | ≥14 | 390-422 | 49-53 | 100 | 212 | |
H | N35H | 1,17-1,24 | 11.7-12.4 | ≥876 | ≥11 | ≥1350 | ≥17 | 263-295 | 33-37 | 120 | 248 |
N38H | 1,22-1,30 | 12.2-13.0 | ≥915 | ≥11,5 | ≥1350 | ≥17 | 287-318 | 36-40 | 120 | 248 | |
N40H | 1,26-1,32 | 12.6-13.2 | ≥939 | ≥11,8 | ≥1350 | ≥17 | 302-334 | 38-42 | 120 | 248 | |
N42H | 1,29-1,35 | 12.9-13.5 | ≥963 | ≥12,1 | ≥1350 | ≥17 | 318-350 | 40-44 | 120 | 248 | |
N45H | 1,31-1,37 | 13.1-13.7 | ≥979 | ≥12,3 | ≥1350 | ≥17 | 335-366 | 42-46 | 120 | 248 | |
N48H | 1,37-1,43 | 13.7-14.3 | ≥1011 | ≥12,7 | ≥1274 | ≥16 | 358-390 | 45-49 | 120 | 248 | |
N50H | 1,40-1,45 | 14.0-14.5 | ≥1027 | ≥12,9 | ≥1274 | ≥16 | 374-406 | 47-51 | 120 | 248 | |
Sch | N33SH | 1,14-1,21 | 11.4-12.1 | ≥852 | ≥10,7 | ≥1592 | ≥20 | 247-279 | 31-35 | 150 | 302 |
N35SH | 1,17-1,24 | 11.7-12.4 | ≥876 | ≥11 | ≥1592 | ≥20 | 263-295 | 33-37 | 150 | 302 | |
N38SH | 1,22-1,29 | 12.2-12.9 | ≥915 | ≥11,5 | ≥1592 | ≥20 | 287-318 | 36-40 | 150 | 302 | |
N40SH | 1,26-1,32 | 12.6-13.2 | ≥939 | ≥11,8 | ≥1592 | ≥20 | 302-334 | 38-42 | 150 | 302 | |
N42SH | 1,29-1,35 | 12.9-13.5 | ≥963 | ≥12,1 | ≥1592 | ≥20 | 318-350 | 40-44 | 150 | 302 | |
N45SH | 1,32-1,38 | 13.2-13.8 | ≥994 | ≥12,5 | ≥1592 | ≥20 | 335-366 | 42-46 | 150 | 302 | |
ÄH | N30UH | 1,08-1,16 | 10.8-11.6 | ≥812 | ≥10,2 | ≥1990 | ≥25 | 223-255 | 28-32 | 180 | 356 |
N33UH | 1,14-1,21 | 11.4-12.1 | ≥852 | ≥10,7 | ≥1990 | ≥25 | 247-279 | 31-35 | 180 | 356 | |
N35UH | 1,17-1,24 | 11.7-12.4 | ≥876 | ≥11 | ≥1990 | ≥25 | 263-295 | 33-37 | 180 | 356 | |
N38UH | 1,22-1,29 | 12.2-12.9 | ≥915 | ≥11,5 | ≥1990 | ≥25 | 287-318 | 36-40 | 180 | 356 | |
N40UH | 1,26-1,32 | 12.6-13.2 | ≥939 | ≥11,8 | ≥1990 | ≥25 | 302-334 | 38-42 | 180 | 356 | |
N42UH | 1,29-1,35 | 12.9-13.5 | ≥963 | ≥12,1 | ≥1990 | ≥25 | 318-350 | 40-44 | 180 | 356 | |
EH | N30EH | 1,08-1,15 | 10,8-11,5 | ≥812 | ≥10,2 | ≥2388 | ≥30 | 223-255 | 28-32 | 200 | 392 |
N33EH | 1,14-1,21 | 11.4-12.1 | ≥851 | ≥10,7 | ≥2388 | ≥30 | 247-279 | 31-35 | 200 | 392 | |
N35EH | 1,17-1,24 | 11.7-12.4 | ≥876 | ≥11 | ≥2388 | ≥30 | 263-295 | 33-37 | 200 | 392 | |
N38EH | 1,22-1,29 | 12.2-12.9 | ≥915 | ≥11,5 | ≥2388 | ≥30 | 287-318 | 36-40 | 200 | 292 | |
AH | N28AH | 1.04-1.12 | 10.4-11.2 | ≥772 | ≥9,70 | ≥2786 | ≥35 | 207-239 | 26-30 | 230 | 446 |
N30AH | 1,08-1,15 | 10,8-11,5 | ≥812 | ≥10,2 | ≥2786 | ≥35 | 223-255 | 28-32 | 230 | 446 | |
N33AH | 1,14-1,21 | 11.4-12.1 | ≥852 | ≥10,7 | ≥2786 | ≥35 | 247-279 | 31-35 | 230 | 446 | |
Die oben genannten Daten der magnetischen Eigenschaften und physikalischen Eigenschaften werden bei Raumtemperatur angegeben.
Die maximale Arbeitstemperatur des Magneten kann aufgrund des Längen-Durchmesser-Verhältnisses, der Beschichtungsdicke und anderer Umgebungsfaktoren variieren.
Weitere Eigenschaften von gesinterten Neodym-Magneten
Artikel | Parameter | Einheit | Referenzbereich |
Andere magnetische Eigenschaften | Temperament. Koeff. von Br / α(Br) | %/℃ | -0,08 ~ -0,13 |
Temperament. Koeff. von Br / β(Hcj) | %/℃ | -0,35 ~ -0,80 | |
Curie-Temperatur / Tc | ℃ | 310-380 | |
Rückstoßdurchlässigkeit / μrec | – | 1.05 | |
Physikalische Eigenschaften | Dichte / ρ | g/cm3 | 7.40-7.80 |
Vickness-Härte / HV | – | 550-650 | |
Elektrischer widerstand | mΩ·m | 1.4 | |
Druckfestigkeit | MPa | 1050 | |
Zugfestigkeit | MPa | 80 | |
Biegefestigkeit | MPa | ||
Wärmeleitfähigkeit | W/(m·K) | 6-8 | |
Koeff. der Wärmeausdehnung | 10-6/K | C⊥: -1,5, C∥6,5. |
Oberflächenbehandlung von gesinterten Neodym-Magneten
Bei den gesinterten Neodym-Magneten ist eine Oberflächenschutzbehandlung unumgänglich. Die Nd-reiche Phase weist eine recht starke Oxidationstendenz auf und bildet unter feuchten Bedingungen ein Primärbatteriesystem mit der Hauptphase. Schließlich wird die Nd-reiche Phase korrodiert und die Hauptphasenpartikel lösen sich nach und nach vom Körper ab. Die Oberflächenschutzbehandlung von gesinterten Neodym-Magneten kann in Nass- und Trockenverfahren unterteilt werden. Zu den häufig verwendeten Nassverfahren gehören Galvanisieren, stromloses Galvanisieren, Elektrophorese, Sprühbeschichtung und Tauchbeschichtung. Der Trockenprozess umfasst den Prozess der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) und den Prozess der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD).
Magnetische Richtung von gesinterten Neodym-Magneten
Der Magnetisierungsprozess bezieht sich auf das Anlegen eines Magnetfelds entlang der bestimmten Richtung des Permanentmagneten, um den Magneten zu sättigen. Unterschiedliche Permanentmagnete erfordern unterschiedliche Magnetfeldstärken, um eine Sättigung zu erreichen. Als eine Art anisotroper Magnet haben gesinterte Neodym-Magnete eine bevorzugte Magnetisierungsrichtung und es können verschiedene Polkonfigurationen realisiert werden, solange sie nicht im Widerspruch zu ihrer eigenen Ausrichtung stehen.
Anwendungen von Neodym-Magneten
Neodym-Magnete haben Alnico- und Ferrit-Magnete in vielen Anwendungen ersetzt, in denen starke Permanentmagnete erforderlich sind, da ihre größere Stärke die Verwendung kleinerer, leichterer Magnete ermöglicht. Zu diesen Anwendungen gehören:
· Verpackungsverschlüsse/Displays und Schilder/Kopfbetätiger für Computerfestplatten/Magnetresonanztomographie (MRT)/magnetische Gitarrentonabnehmer
· Lautsprecher und Kopfhörer/ Magnetlager und Kupplungen/ Permanentmagnetmotoren/ Akku-Werkzeuge/ Servomotoren/Hebe- und Kompressormotoren
· Synchronmotoren/ Spindel- und Schrittmotoren/ elektrische Servolenkungen/ Antriebsmotoren für Hybrid- und Elektrofahrzeuge/ Aktuatoren
