Neomagnet là gì?

Bạn có bao giờ tự hỏi điều gì tạo nên sức mạnh cho xe điện hoặc làm điện thoại của bạn rung động không? Có thể là một nam châm neodymium đang hoạt động.

Nam châm neodymium—còn gọi là neomagnet—là loại nam châm vĩnh cửu mạnh nhất được làm từ neodymium, sắt và boron (NdFeB).

Chúng nhỏ nhưng mạnh mẽ, và được tìm thấy trong vô số thiết bị chúng ta sử dụng hàng ngày.

Neomagnet được làm từ chất liệu gì?

Không phải tất cả các nam châm đều giống nhau—một số được làm bằng các nguyên tố đất hiếm để đạt hiệu suất cực cao.

Neomagnet gồm các thành phần neodymium (Nd), sắt (Fe) và boron (B), tạo thành cấu trúc Nd₂Fe₁₄B mang lại sức mạnh từ tính vượt trội.

Các loại và cấu trúc của nam châm NdFeB

Có hai loại chính của nam châm neodymium:

• NdFeB nung sintered: Đây là loại được nén chặt và nung để đạt hiệu suất từ tính rất cao. Chúng được sử dụng rộng rãi trong động cơ, dụng cụ và thiết bị công nghiệp.
• NdFeB liên kết: Loại này được trộn với nhựa hoặc polymer và đúc thành các hình dạng khác nhau. Chúng có độ mạnh từ tính thấp hơn nhưng dễ tùy chỉnh hơn.

Cấu trúc tinh thể của chúng là tứ diện, cho phép từ hóa mạnh theo một hướng cố định. Hướng này rất quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu đầu ra từ tính đáng tin cậy và tập trung.

Tôi đã làm việc với khách hàng chọn giữa nam châm liên kết và nung sintered cho cảm biến ô tô. Nam châm nung sintered mang lại phản hồi tốt hơn, trong khi các lựa chọn liên kết giúp khi không gian thiết kế hạn chế.

Neomagnet có độ mạnh như thế nào?

Bạn có thể ngạc nhiên về sức mạnh của một nam châm neomagnet nhỏ bé.

Nam châm Neodymium là loại nam châm vĩnh cửu thương mại mạnh nhất, với sản phẩm năng lượng tối đa (BHmax) đạt tới 52 MGOe.

Tính chất từ của NdFeB

Nam châm neomagnet có một số đặc tính từ quan trọng:

• Độ từ dư cao (Br): Ngay cả sau khi loại bỏ từ trường bên ngoài, chúng vẫn giữ được từ tính mạnh.
• Độ cưỡng từ cao (Hc): Chúng chống lại sự mất từ tính do lực từ bên ngoài hoặc nhiệt độ.
• Hiệu suất nhiệt độ: Các loại tiêu chuẩn hoạt động đến 80°C, nhưng các loại đặc biệt như “SH” hoặc “EH” có thể chịu được 150–200°C.

Trong một dự án năng lượng gió gần đây, chúng tôi cung cấp nam châm N52 có BHmax cao để cải thiện mô-men xoắn trong khi giảm kích thước tổng thể của động cơ. Điều này giúp giảm tiêu thụ năng lượng 10%.

Bạn làm thế nào để bảo vệ nam châm neodymium?

Chúng mạnh mẽ—nhưng dễ tổn thương. Đó là lý do tại sao lớp phủ là cần thiết.

Nam châm neodymium dễ bị ăn mòn và thường yêu cầu lớp phủ bảo vệ như Ni-Cu-Ni, epoxy hoặc mạ vàng.

Xử lý bề mặt và lớp phủ

Vật liệu NdFeB dễ bị oxy hóa trong môi trường ẩm ướt. Đó là lý do tại sao lớp phủ rất quan trọng, đặc biệt trong các ứng dụng y tế hoặc hàng hải.

Các lớp phủ phổ biến:

• Ni-Cu-Ni: Phổ biến nhất và tiết kiệm chi phí nhất.
• Epoxy: Lớp phủ màu đen hoặc xám dùng trong công nghiệp.
• Kẽm: Tiết kiệm, nhưng ít bảo vệ hơn.
• Vàng: Sử dụng trong môi trường sạch như cấy ghép y tế.

Đối với một khách hàng trong ngành công nghiệp dụng cụ phẫu thuật, chúng tôi đã đề xuất nam châm N42 phủ vàng. Chúng cung cấp hiệu suất ổn định, khả năng tương thích sinh học và tuổi thọ lâu hơn.

Neomagnets được sử dụng ở đâu?

Có khả năng, bạn sử dụng nam châm neodymium hàng ngày—mà không hề hay biết.

Nam châm neodymium được sử dụng trong điện tử, phương tiện điện, turbine gió và thiết bị y tế nhờ kích thước nhỏ gọn và sức mạnh từ trường mạnh mẽ.

Ứng dụng thực tế

Theo kinh nghiệm của tôi, một trong những ứng dụng thú vị nhất là trong động cơ không chổi than tốc độ cao. Nam châm neodymium cho phép kỹ sư tăng công suất mà không làm tăng kích thước hoặc trọng lượng.

Làm thế nào để xử lý an toàn các nam châm neodymium?

Những nam châm này mạnh mẽ—nhưng cũng dễ vỡ và nguy hiểm nếu xử lý không cẩn thận.

Cẩn thận khi xử lý nam châm neomagnets để tránh bị thương, hư hỏng hoặc gây nhiễu điện tử.

Lời khuyên an toàn khi xử lý

• Tránh kẹp vào da: Chúng có thể dính chặt lại với nhau với lực bất ngờ.
• Tránh xa thiết bị điện tử: Chúng có thể làm gián đoạn dữ liệu hoặc làm hỏng thiết bị.
• Sử dụng dụng cụ bảo hộ: Khẩu trang và kính bảo hộ được khuyến nghị.
• Lưu trữ: Lưu trữ nam châm cùng với miếng đệm hoặc trong hộp đựng có đệm lót.

Một khách hàng đã gặp phải vài nam châm bị nứt vỡ trong quá trình vận chuyển. Sau khi chuyển sang đóng gói chân không có đệm xốp, họ báo cáo không có vỡ trong vòng sáu tháng.

Về quy định và bền vững thì sao?

Khám phá khoáng sản đất hiếm gây lo ngại—nhưng quy định ngày càng chặt chẽ hơn.

Nam châm neodymium phải đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường như ROHS và REACH, và nguồn cung thường yêu cầu khai báo khoáng sản xung đột.

Quan ngại về môi trường và tuân thủ

Khai thác đất hiếm như neodymium có thể gây hại cho hệ sinh thái. Đó là lý do tại sao nhiều nhà sản xuất, bao gồm chúng tôi, hợp tác với các nhà cung cấp tuân thủ:

• ROHS (Hạn chế các chất độc hại)
• REACH (Đăng ký, Đánh giá, Cấp phép và Hạn chế Hóa chất)
• Sáng kiến Nguồn cung không xung đột

Gần đây chúng tôi đã giúp một khách hàng châu Âu tổng hợp các tài liệu REACH cho dòng sản phẩm NdFeB. Chúng tôi cung cấp khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ về mỏ, đảm bảo giấy phép nhập khẩu của họ được thông qua mà không gặp trở ngại.

Kết luận

Nam châm Neodymium—hoặc nam châm neomagnet—là xương sống của từ trường hiện đại. Độ mạnh, kích thước và tính linh hoạt của chúng khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các giải pháp công nghệ và năng lượng. Nhưng chúng phải được xử lý và nguồn cung ứng một cách có trách nhiệm.