sagawa, Hadjipanayis und Croat entdeckten unabhängig voneinander Nd-Fe-B-basierte Seltenerd-Permanentmagnete fast gleichzeitig im Jahr 1984. Die Hauptphase dieses Materials ist Nd2Fe14B und seine maximalen Energieprodukte erreichten damals 280 kJ/m3. Neben der relativ niedrigeren Curie-Temperatur ist Nd2Fe14B ist ein ideales und vielversprechendes Permanentmagnetmaterial. Die erfolgreiche Entwicklung von Neodym-Magneten kündigte die Geburt der dritten Generation der Seltenerd-Permanentmagnete an. Gesinterte Neodym-Magnete, auch Neo-Magnete genannt, bieten heute die stärkste Magnetkraft. Sie eignen sich besonders für die Großserienproduktion in den verschiedensten Bereichen Formen und Größen. Bei den Bearbeitungsprozessen kann eine präzise Maßkontrolle erreicht werden. Aufgrund dieser Vorteile werden gesinterte Neodym-Magnete in zahlreichen kommerziellen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in Hochleistungsmotoren, bürstenlosen Gleichstrommotoren, Magnetabscheidern, Magnetresonanztomographie (MRT), Sensoren, Lautsprechern, Unterhaltungselektronik und grüner Energie.
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Formkategorien von gesinterten Neodym-Magneten
Magnetische Eigenschaften von gesinterten Neodym-Magneten
Die Qualitäten gesinterter Neodym-Magnete werden üblicherweise durch den Buchstaben N + Zahl + Buchstabe definiert. Der Buchstabe N ist die Abkürzung und steht für das Seltenerdelement Neodym. Die Zahl stellt den (BH)max des Magneten in der CGS-Einheit „Mega-Gauss Oersted“ (MOGe) dar. Am Ende sind möglicherweise ein oder zwei Buchstaben angebracht, die den Hcj und die maximale Betriebstemperatur der gesinterten Neodym-Magnete bestimmen. Die Noten M (mittel), H (hoch), H (hoch), SH (super hoch), UH (ultra hoch), EH (extrem hoch) und AH (abnormal hoch) sollten größer als 14, 17, 20 sein. 25, 30 bzw. 35 kOe. Dann ihre maximale Betriebstemperatur kann separat 100, 120, 150, 180, 200 und 230 Grad Celsius erreichen.
Klasse |
Remanence Br |
Coercivity Hcb |
Koerzivität Hcj |
Max. Energie Artikel (BH) max |
Max. Arbeitstemperatur | ||||
T | kGs | kA / m | kOe | kA / m | kOe | kJ / m3 | MGOe | ℃ | |
N30 | 1.08-1.13 | 10.8-11.3 | ≥798 | ≥10.0 | ≥955 | ≥12 | 223-247 | 28-31 | 80 |
N33 | 1.13-1.17 | 11.3-11.7 | ≥836 | ≥10.5 | ≥955 | ≥12 | 247-271 | 31-34 | 80 |
N35 | 1.17-1.22 | 11.7-12.2 | ≥868 | ≥10.9 | ≥955 | ≥12 | 263-287 | 33-36 | 80 |
N38 | 1.22-1.25 | 12.2-12.5 | ≥899 | ≥11.3 | ≥955 | ≥12 | 287-310 | 36-39 | 80 |
N40 | 1.25-1.28 | 12.5-12.8 | ≥907 | ≥11.4 | ≥955 | ≥12 | 302-326 | 38-41 | 80 |
N42 | 1.28-1.32 | 12.8-13.2 | ≥915 | ≥11.5 | ≥955 | ≥12 | 318-342 | 40-43 | 80 |
N45 | 1.32-1.38 | 13.2-13.8 | ≥923 | ≥11.6 | ≥955 | ≥12 | 342-366 | 43-46 | 80 |
N48 | 1.38-1.42 | 13.8-14.2 | ≥923 | ≥11.6 | ≥955 | ≥12 | 366-390 | 46-49 | 80 |
N50 | 1.40-1.45 | 14.0-14.5 | ≥796 | ≥10.0 | ≥876 | ≥11 | 382-406 | 48-51 | 80 |
N52 | 1.43-1.48 | 14.3-14.8 | ≥796 | ≥10.0 | ≥876 | ≥11 | 398-422 | 50-53 | 80 |
N55 | 1.46-1.52 | 14.6-15.2 | ≥796 | ≥10.0 | ≥876 | ≥11 | 414-430 | 52-54 | 80 |
N35M | 1.17-1.22 | 11.7-12.2 | ≥868 | ≥10.9 | ≥1114 | ≥14 | 263-287 | 33-36 | 100 |
N38M | 1.22-1.25 | 12.2-12.5 | ≥899 | ≥11.3 | ≥1114 | ≥14 | 287-310 | 36-39 | 100 |
N40M | 1.25-1.28 | 12.5-12.8 | ≥923 | ≥11.6 | ≥1114 | ≥14 | 302-326 | 38-41 | 100 |
N42M | 1.28-1.32 | 12.8-13.2 | ≥955 | ≥12.0 | ≥1114 | ≥14 | 318-342 | 40-43 | 100 |
N45M | 1.32-1.38 | 13.2-13.8 | ≥995 | ≥12.5 | ≥1114 | ≥14 | 342-366 | 43-46 | 100 |
N48M | 1.37-1.43 | 13.7-14.3 | ≥1027 | ≥12.9 | ≥1114 | ≥14 | 366-390 | 46-49 | 100 |
N50M | 1.40-1.45 | 14.0-14.5 | ≥1033 | ≥13.0 | ≥1114 | ≥14 | 382-406 | 48-51 | 100 |
N52M | 1.43-1.48 | 14.3-14.8 | ≥1050 | ≥13.2 | ≥1114 | ≥14 | 398-422 | 50-53 | 100 |
N54M | 1.45-1.50 | 14.5-15.0 | ≥1051 | ≥13.2 | ≥1114 | ≥14 | 414-438 | 52-55 | 100 |
N35H | 1.17-1.22 | 11.7-12.2 | ≥868 | ≥10.9 | ≥1353 | ≥17 | 263-287 | 33-36 | 120 |
N38H | 1.22-1.25 | 12.2-12.5 | ≥899 | ≥11.3 | ≥1353 | ≥17 | 287-310 | 36-39 | 120 |
N40H | 1.25-1.28 | 12.5-12.8 | ≥923 | ≥11.6 | ≥1353 | ≥17 | 302-326 | 38-41 | 120 |
N42H | 1.28-1.32 | 12.8-13.2 | ≥955 | ≥12.0 | ≥1353 | ≥17 | 318-342 | 40-43 | 120 |
N45H | 1.32-1.36 | 13.2-13.6 | ≥963 | ≥12.1 | ≥1353 | ≥17 | 342-366 | 43-46 | 120 |
N48H | 1.37-1.43 | 13.7-14.3 | ≥995 | ≥12.5 | ≥1353 | ≥17 | 366-390 | 46-49 | 120 |
N50H | 1.40-1.45 | 14.0-14.5 | ≥1011 | ≥12.7 | ≥1353 | ≥17 | 382-406 | 48-51 | 120 |
N52H | 1.43-1.48 | 14.3-14.8 | ≥1027 | ≥12.9 | ≥1353 | ≥17 | 398-422 | 50-53 | 120 |
N35SH | 1.17-1.22 | 11.7-12.2 | ≥876 | ≥11.0 | ≥1592 | ≥20 | 263-287 | 33-36 | 150 |
N38SH | 1.22-1.25 | 12.2-12.5 | ≥907 | ≥11.4 | ≥1592 | ≥20 | 287-310 | 36-39 | 150 |
N40SH | 1.25-1.28 | 12.5-12.8 | ≥939 | ≥11.8 | ≥1592 | ≥20 | 302-326 | 38-41 | 150 |
N42SH | 1.28-1.32 | 12.8-13.2 | ≥987 | ≥12.4 | ≥1592 | ≥20 | 318-342 | 40-43 | 150 |
N45SH | 1.32-1.38 | 13.2-13.8 | ≥1003 | ≥12.6 | ≥1592 | ≥20 | 342-366 | 43-46 | 150 |
N48SH | 1.37-1.43 | 13.7-14.3 | ≥1027 | ≥12.9 | ≥1592 | ≥20 | 366-390 | 46-49 | 150 |
N50SH | 1.40-1.45 | 14.0-14.5 | ≥1003 | ≥12.6 | ≥1592 | ≥20 | 382-406 | 48-51 | 150 |
N28UH | 1.04-1.08 | 10.4-10.8 | ≥764 | ≥9.6 | ≥1990 | ≥25 | 207-231 | 26-29 | 180 |
N30UH | 1.08-1.13 | 10.8-11.3 | ≥812 | ≥10.2 | ≥1990 | ≥25 | 223-247 | 28-31 | 180 |
N33UH | 1.13-1.17 | 11.3-11.7 | ≥852 | ≥10.7 | ≥1990 | ≥25 | 247-271 | 31-34 | 180 |
N35UH | 1.17-1.22 | 11.7-12.2 | ≥860 | ≥10.8 | ≥1990 | ≥25 | 263-287 | 33-36 | 180 |
N38UH | 1.22-1.25 | 12.2-12.5 | ≥876 | ≥11.0 | ≥1990 | ≥25 | 287-310 | 36-39 | 180 |
N40UH | 1.25-1.28 | 12.5-12.8 | ≥899 | ≥11.3 | ≥1990 | ≥25 | 302-326 | 38-41 | 180 |
N42UH | 1.28-1.32 | 12.8-13.2 | ≥899 | ≥11.3 | ≥1990 | ≥25 | 318-342 | 40-43 | 180 |
N45UH | 1.32-1.36 | 13.2-13.6 | ≥908 | ≥11.4 | ≥1990 | ≥25 | 342-366 | 43-46 | 180 |
N48UH | 1.37-1.43 | 13.7-14.3 | ≥908 | ≥11.4 | ≥1990 | ≥25 | 366-390 | 46-49 | 180 |
N28EH | 1.04-1.08 | 10.4-10.8 | ≥780 | ≥9.8 | ≥2388 | ≥30 | 207-231 | 26-29 | 200 |
N30EH | 1.08-1.13 | 10.8-11.3 | ≥812 | ≥10.2 | ≥2388 | ≥30 | 223-247 | 28-31 | 200 |
N33EH | 1.13-1.17 | 11.3-11.7 | ≥836 | ≥10.5 | ≥2388 | ≥30 | 247-271 | 31-34 | 200 |
N35EH | 1.17-1.22 | 11.7-12.2 | ≥876 | ≥11.0 | ≥2388 | ≥30 | 263-287 | 33-36 | 200 |
N38EH | 1.22-1.25 | 12.2-12.5 | ≥899 | ≥11.3 | ≥2388 | ≥30 | 287-310 | 36-39 | 200 |
N40EH | 1.25-1.28 | 12.5-12.8 | ≥899 | ≥11.3 | ≥2388 | ≥30 | 302-326 | 38-41 | 200 |
N42EH | 1.28-1.32 | 12.8-13.2 | ≥899 | ≥11.3 | ≥2388 | ≥30 | 318-342 | 40-43 | 200 |
N45EH | 1.32-1.36 | 13.2-13.6 | ≥899 | ≥11.3 | ≥2388 | ≥30 | 342-366 | 43-46 | 200 |
N28AH | 1.04-1.08 | 10.4-10.8 | ≥787 | ≥9.9 | ≥2786 | ≥35 | 207-231 | 26-29 | 230 |
N30AH | 1.08-1.13 | 10.8-11.3 | ≥819 | ≥10.3 | ≥2786 | ≥35 | 223-247 | 28-31 | 230 |
N33AH | 1.13-1.17 | 11.3-11.7 | ≥843 | ≥10.6 | ≥2786 | ≥35 | 247-271 | 31-34 | 230 |
N35AH | 1.17-1.22 | 11.7-12.2 | ≥876 | ≥11.0 | ≥2786 | ≥35 | 263-287 | 33-36 | 230 |
N38AH | 1.22-1.25 | 12.2-12.5 | ≥899 | ≥11.3 | ≥2786 | ≥35 | 287-310 | 36-39 | 230 |
|
Parameter | Einheit | Referenzbereich | |
Temperaturkoeffizient von Br / α(Br) | % / ℃ | -0.08 ~ -0.13 | |
Temperaturkoeffizient von Hcj/ β(Hcj) | % / ℃ | -0.35 ~ -0.80 | |
Curie-Temperatur / Tc | ℃ | 310-380 | |
Rückstoßdurchlässigkeit / μrec | - | 1.05 |
Physikalische Eigenschaften von gesinterten Neodym-Magneten
Neben der permanentmagnetischen Leistung und Korrosionsbeständigkeit hängt die Arbeitsstabilität gesinterter Neodym-Magnete stark von ihren einzigartigen physikalischen Eigenschaften ab. Zu den physikalischen Eigenschaften gesinterter Neodym-Magnete zählen neben der üblichen Dichte oder Härte auch mechanische Eigenschaften, elektrische Eigenschaften und sogar thermische Eigenschaften. Hauptsächlich werden mechanische Eigenschaften abgedeckt Druckfestigkeit, Zerreißfestigkeit und Biegefestigkeit. Diese drei Kennzahlen haben erheblichen Einfluss auf die Bearbeitbarkeit und Langzeitleistung von gesinterten Neodym-Magneten. Die elektrischen Eigenschaften von Legierungsmaterialien werden im Allgemeinen durch den spezifischen elektrischen Widerstand charakterisiert. Gesinterte Neodym-Magnete haben einen relativ geringen elektrischen Widerstand und sind anfällig für Wirbelstromverluste, wenn sie in rotierenden Hochgeschwindigkeitsmaschinen eingesetzt werden. Die thermischen Eigenschaften gesinterter Neodym-Magnete werden üblicherweise anhand des Wärmeausdehnungskoeffizienten gemessen. Die Wärmeausdehnung von gesinterten Neodym-Magneten führt zwangsläufig zu Dimensionsänderungen. Wenn der Ausdehnungsunterschied zwischen Magneten und Montagematerial relativ groß ist, erzeugen die Magnete im Magnetgerät aufgrund dieser Dimensionsänderungen eine gewisse Spannung, was zu mechanischen Schäden und einer Verschlechterung der magnetischen Leistung führt .
Artikel | Parameter | Einheit | Referenzbereich |
Regelmäßige physikalische Eigenschaften | Dichte / ρ | g / cm3 | 7.40-7.80 |
Vickness-Härte / HV | - | 550-650 | |
Elektrische Eigenschaften | Elektrischer widerstand | μΩ · m | 1.4 |
Mechanische Eigenschaften | Druckfestigkeit | MPa | 1050 |
Zugfestigkeit | MPa | 80 | |
Biegefestigkeit | MPa | 290 | |
Thermische Eigenschaften | Wärmeleitfähigkeit | W / (m · K) | 6-8 |
Wärmeausdehnungskoeffizient | 10-6/K | C⊥: -1.5, C∥6.5. |
Oberflächenbehandlungen 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).
Beschichtung |
Dicke (μm) |
Farbe |
SST (Stunden) |
PCT (Stunden) |
Eigenschaften |
BW-Zn | 4-15 | Leuchtendes Blau | ≥24 | - | Zweitens häufig verwendete einschichtige Beschichtung. Schlechte Korrosionsschutzfähigkeit. |
Farbe-Zn | 4-15 | Leuchtende Farbe | ≥48 | - | Die Korrosionsschutzfähigkeit ist besser als bei BW-Zn. |
Ni-Cu-Ni | 5-20 | Helles Silber | ≥48 | ≥48 | Am häufigsten verwendete Mehrschichtbeschichtung. Hervorragende Feuchtigkeits- und Salzsprühbeständigkeit. |
Chemisch-Ni | 5-20 | Dunkelsilber | ≥72 | ≥48 | Hervorragende Feuchtigkeits- und Salzsprühbeständigkeit mit gleichmäßigem Erscheinungsbild. |
Ni-Cu-Ni-Au | 5-20 | Golden | ≥72 | ≥96 | Hervorragende elektrische Leitfähigkeit und dekorativ. |
Ni-Cu-Ni-Ag | 5-20 | Silbermedaille | ≥72 | ≥96 | Hervorragende elektrische Leitfähigkeit und dekorativ. |
Ni-Cu-Ni-Sn | 5-20 | Silbermedaille | ≥72 | ≥96 | Ausgezeichnete Feuchtigkeitsbeständigkeit. |
Phosphate | 1-3 | Dunkelgrau | - | - | Vorübergehender Schutz. |
Aluminium | 2-15 | Helles Silber | ≥24 | ≥24 | Auffällige Beschichtung. |
Epoxidharz | 10-30 | Schwarz / Grau | ≥72 | ≥72 | Hervorragende Feuchtigkeits- und Salzsprühbeständigkeit. Hervorragende Bindungskraft. |
Parylene | 5-20 | Farblos | ≥96 | - | Hervorragende Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Salzsprühnebel, korrosive Dämpfe und Lösungsmittel. Frei von Poren. |
Everlube | 10-15 | Gold-gelb | ≥120 | ≥72 | Ausgezeichnete Feuchtigkeitsbeständigkeit. |
Teflon | 8-15 | Schwarz | ≥24 | ≥24 | Hohe Temperatur- und Abriebfestigkeit. Selbstschmierend und 100 % wasserdicht. |
Hinweis: Die Korrosionsschutzfähigkeit der Beschichtung wird auch von der Form und Größe des Magneten beeinflusst. |
Magnetisierungsrichtungen gesinterter Neodym-Magnete
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.
Axiale Magnetisierung
Axiale Multipolmagnetisierung
Diametrale Magnetisierung
Radiale Multipolmagnetisierung
Verzerrte Magnetisierung
Radiale Magnetisierung
Herstellungsverfahren für gesinterte Neodym-Magnete
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.
Wiegen
Schmelzen und Bandgießen
Wasserstoff-Dekrepitation
Strahlfräsen
Verdichten
Sintern
Maschinenbearbeitung
Oberflächenbearbeitung
Magnetisierung
Verpackung und Versand
Einflussfaktoren des Preises für gesinterte Neodym-Magnete
Als Primärrohstoff beträgt der Gehalt an PrNd-Mischmetall in gesinterten Neodym-Magneten etwa 30 Gew.-%, daher haben Schwankungen der PrNd-Preisentwicklung den direktesten Einfluss auf den Preis von gesinterten Neodym-Magneten. Sowohl Dy als auch Tb können die intrinsische Koerzitivfeldstärke Hcj von gesinterten Neodym-Magneten deutlich erhöhen, aber gleichzeitig steigen die Kosten stark an.