Самарий кобальт магниттерін он жылдан астам пайдалануға бола ма —— жоғары температурада самарий кобальтының ұзақ мерзімді тұрақтылығы

Магниттердің ұзақ мерзімді тұрақтылығы әрбір пайдаланушыны алаңдатады. Самарий кобальтының (SmCo) магниттерінің тұрақтылығы оларды қолданудың қатал ортасы үшін маңыздырақ. 2000 жылы Чен^[1]және Лю^[2]және т.б., жоғары температуралы SmCo құрамы мен құрылымын зерттеп, жоғары температураға төзімді самарий-кобальт магниттерін жасады. Максималды жұмыс температурасы (Т_макс) SmCo магниттерінің температурасы 350°C-тан 550°C-қа дейін көтерілді. Осыдан кейін Чен және т.б. SmCo магниттеріне никель, алюминий және басқа жабындарды қою арқылы SmCo тотығуға төзімділігін жақсартты.

2014 жылы «MagnetPower» негізін қалаушы доктор Мао Шоудун жоғары температурада SmCo тұрақтылығын жүйелі түрде зерттеп, нәтижелері JAP журналында жарияланды.^[3]. Жалпы нәтижелер келесідей:

1. ҚашанSmCoжоғары температуралы күйде (500°С, ауа), бетінде деградациялық қабат түзілуі оңай. Деградация қабаты негізінен сыртқы шкаладан (самарий сарқылған) және ішкі қабаттан (оксидтер көп) тұрады. SmCo магниттерінің негізгі құрылымы деградация қабатында толығымен жойылды. 1-суретте және 2-суретте көрсетілгендей.

1-сурет. Sm оптикалық микросуреттері₂Co₁₇магниттер әр түрлі уақытта 500 °C температурада ауада изотермиялық өңделеді. (a) параллель және (b) с осіне перпендикуляр болатын беттердің астындағы деградация қабаттары.

2-сурет. BSE микрографы және EDS элементтері Sm бойынша сызықты сканерлейді₂Co₁₇магниттер ауада 500 °C температурада 192 сағат изотермиялық өңдеуден өтеді.

2. Деградациялық қабаттың негізгі түзілуі 3-суретте көрсетілгендей SmCo магниттік қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді. Деградация қабаттары негізінен Co(Fe) қатты ерітіндісінен, ішкі қабаттардағы CoFe2O4, Sm2O3 және ZrOx және Fe3O4, Сыртқы шкалаларда CoFe2O4 және CuO. Орталық әсер етпеген Sm2Co17 магниттерінің қатты магниттік фазасымен салыстырғанда Co(Fe), CoFe2O4 және Fe3O4 жұмсақ магниттік фазалар ретінде әрекет етті. Деградация әрекетін бақылау керек.

3-сурет. Sm магниттелу қисықтары₂Co₁₇магниттер әр түрлі уақытта 500 °C температурада ауада изотермиялық өңделеді. Магниттелу қисықтарының сынақ температурасы 298 К. Сыртқы өріс H Sm с осінің туралануына параллель.₂Co₁₇магниттер.

3. Егер қышқылдануға төзімділігі жоғары жабындар SmCo-ға бастапқы гальваникалық жабындарды ауыстыру үшін тұндырылса, 4-суретте көрсетілгендей SmCo деградация процесін едәуір тежеуге және SmCo тұрақтылығын жақсартуға болады.НЕМЕСЕ жабынSmCo салмағының жоғарылауын және магниттік қасиеттердің жоғалуын айтарлықтай тежейді.

4-сурет Sm-дегі тотығуға төзімділік НЕМЕСЕ жабынының құрылымы₂Co₁₇магнит.

Содан бері «MagnetPower» жоғары температурада ұзақ мерзімді тұрақтылық (~4000 сағат) эксперименттерін жүргізді, бұл болашақта жоғары температурада пайдалану үшін SmCo магниттерінің тұрақтылық анықтамасын қамтамасыз ете алады.

2021 жылы «MagnetPower» максималды жұмыс температурасына қойылатын талаптар негізінде 350°C-ден 550°C-қа дейінгі сорттар сериясын әзірледі （T сериясы）. Бұл бағалар жоғары температурада SmCo қолдану үшін жеткілікті таңдауды қамтамасыз ете алады және магниттік қасиеттер тиімдірек. 5-суретте көрсетілгендей. Толық ақпаратты веб-бетке қараңыз:https://www.magnetpower-tech.com/t-series-sm2co17-smco-magnet-supplier-product/

5-сурет «MagnetPower» жоғары температуралы SmCo магниттері (T сериясы)

ҚОРЫТЫНДЫ

1. Өте тұрақты сирек жер тұрақты магниттері ретінде SmCo жоғары температурада (≥350°C) қысқа уақыт ішінде пайдалануға болады. Жоғары температура SmCo (T сериясы) қайтымсыз магнитсізденусіз 550°C температурада қолданылуы мүмкін.

2. Алайда, егер SmCo магниттері жоғары температурада (≥350°C) ұзақ уақыт пайдаланылса, бетінде деградация қабаты пайда болады. Тотығуға қарсы жабынды пайдалану жоғары температурада SmCo тұрақтылығын қамтамасыз ете алады.

Анықтама

[1] CHChen, IEEE Transactions on Magnetics, 36, 3291-3293, (2000);

[2] JF Liu, Journal of Applied Physics, 85, 2800-2804, (1999);

[3] Шоудун Мао, Қолданбалы физика журналы, 115, 043912,1-6 (2014)