자석의 장기적인 안정성은 모든 사용자의 관심사입니다. 사마륨 코발트(SmCo) 자석의 안정성은 가혹한 적용 환경에서 더욱 중요합니다. 2000년에 첸은[1]그리고 리우[2]등은 고온 SmCo의 조성과 구조를 연구하고 고온 내성 사마륨-코발트 자석을 개발했습니다. 최대 작동 온도(T최대) SmCo 자석의 온도가 350°C에서 550°C로 증가했습니다. 그 후 Chen et al. SmCo 자석에 니켈, 알루미늄 및 기타 코팅을 증착하여 SmCo의 내산화성을 향상시켰습니다.
2014년 “MagnetPower”의 창립자인 Mao Shoudong 박사는 고온에서 SmCo의 안정성을 체계적으로 연구했으며 그 결과가 JAP에 게재되었습니다.[3]. 일반적인 결과는 다음과 같습니다.
1. 언제SMCo고온상태(500°C, 공기)에서는 표면에 열화층이 형성되기 쉽습니다. 열화층은 주로 외부 스케일(사마륨이 고갈됨)과 내부층(산화물이 많음)으로 구성됩니다. SmCo 자석의 기본 구조는 열화층에서 완전히 파괴되었습니다. 그림 1과 그림 2에서 볼 수 있듯이.
그림 1. Sm의 광학 현미경 사진2Co17자석은 500°C의 공기 중에서 다양한 시간 동안 등온 처리됩니다. (a) c축에 평행하고 (b) 수직인 표면 아래의 분해 층.
그림 2. Sm 전체에 걸쳐 BSE 현미경 사진 및 EDS 요소 라인 스캔2Co17자석은 192시간 동안 500°C 공기 중에서 등온 처리됩니다.
2. 그림 3과 같이 열화층의 주요 형성은 SmCo의 자기특성에 큰 영향을 미친다. 열화층은 주로 내부층의 Co(Fe) 고용체인 CoFe2O4, Sm2O3, ZrOx와 Fe3O4로 구성되었으며, 외부 스케일의 CoFe2O4 및 CuO. Co(Fe), CoFe2O4 및 Fe3O4는 영향을 받지 않은 중앙 Sm2Co17 자석의 경자성 상에 비해 연자성 상으로 작용했습니다. 분해 거동을 제어해야 합니다.
그림 3. Sm의 자화 곡선2Co17자석은 500°C의 공기 중에서 다양한 시간 동안 등온 처리됩니다. 자화 곡선의 테스트 온도는 298K입니다. 외부 필드 H는 Sm의 c축 정렬과 평행합니다.2Co17자석.
3. 원래의 전기도금 코팅을 대체하기 위해 SmCo에 내산화성이 높은 코팅을 증착하면 그림 4와 같이 SmCo의 열화 과정을 더욱 크게 억제하고 SmCo의 안정성을 향상시킬 수 있습니다.또는 코팅SmCo의 중량 증가와 자기 특성의 손실을 크게 억제합니다.
그림 4 Sm의 내산화성 OR 코팅 구조2Co17자석.
"MagnetPower"는 이후 고온에서 장기 안정성(~4000시간)에 대한 실험을 수행했으며, 이는 향후 고온에서 사용할 SmCo 자석의 안정성 기준을 제공할 수 있습니다.
2021년에 "MagnetPower"는 최대 작동 온도 요구 사항을 기반으로 350°C에서 550°C까지 일련의 등급을 개발했습니다.T 시리즈). 이러한 등급은 고온 SmCo 응용 분야에 충분한 선택을 제공할 수 있으며 자기 특성이 더 유리합니다. 그림 5와 같습니다. 자세한 내용은 웹페이지를 참조하십시오.https://www.magnetpower-tech.com/t-series-sm2co17-smco-magnet-supplier-product/
그림 5 "MagnetPower"의 고온 SmCo 자석(T 시리즈)
결론
1. 매우 안정적인 희토류 영구자석인 SmCo는 고온(≥350°C)에서 단시간 동안 사용할 수 있습니다. 고온 SmCo(T 시리즈)는 비가역적인 자기소거 없이 550°C에서 적용할 수 있습니다.
2. 그러나 SmCo 자석을 고온(≥350°C)에서 장기간 사용하면 표면에 열화층이 생성되기 쉽습니다. 항산화 코팅을 사용하면 고온에서 SmCo의 안정성을 보장할 수 있습니다.
참조
[1] CHChen, IEEE Transactions on Magnetics, 36, 3291-3293, (2000);
[2] JF Liu, 응용 물리학 저널, 85, 2800-2804, (1999);
[3] Shoudong Mao, 응용 물리학 저널, 115, 043912,1-6 (2014)
게시 시간: 2023년 7월 8일
