A aplicação de ímãs permanentes NdFeB sinterizados depende principalmente de suas propriedades magnéticas. No entanto, devido aos diferentes ambientes e condições de utilização, além dos requisitos de desempenho magnético, existem também requisitos de desempenho mecânico e químico para os ímanes. Por exemplo, alguns ímãs permanentes são usados em máquinas rotativas de alta velocidade e devem suportar grandes forças centrífugas, são usados em ambientes de vibração, suportam aceleração extremamente alta (3g~5g) ou estão sujeitos a estresse durante a instalação dos ímãs. Ele pode descascar, cair, entortar ou rachar, etc., por isso é natural ter requisitos para as propriedades mecânicas do ímã.
Quais são as propriedades mecânicas dos materiais?
As propriedades mecânicas dos materiais geralmente incluem resistência, dureza, plasticidade e tenacidade. Esses parâmetros de propriedades mecânicas têm significados físicos diferentes.
Resistência refere-se à capacidade máxima de um material para resistir aos efeitos prejudiciais de forças externas. A intensidade é dividida em diferentes tipos de acordo com as diferentes formas de força externa:
- Resistência à tração (resistência à tração) refere-se ao limite de resistência quando a força externa está puxando a força
- A resistência à compressão refere-se ao limite de resistência quando uma força externa é a pressão
- A resistência à flexão refere-se ao limite de resistência quando uma força externa é perpendicular ao eixo do material e faz com que o material se dobre.
A dureza refere-se à capacidade de um material resistir localmente à pressão de objetos duros em sua superfície. É um indicador para comparar a suavidade e a dureza de vários materiais. Quanto maior a dureza, maior será a capacidade do metal de resistir à deformação plástica.
Plasticidade refere-se à capacidade de um material sólido resistir à deformação sob uma certa força externa. Um material pode deformar-se permanentemente sem ser destruído sob a ação de uma força externa.
A tenacidade representa a capacidade de um material absorver energia durante a deformação plástica e a ruptura. Quanto melhor for a tenacidade, menor será a probabilidade de ocorrer uma fratura frágil. Na ciência dos materiais e na metalurgia, tenacidade refere-se à resistência de um material à ruptura quando é submetido a uma força que o causa deformação. É a relação entre a energia que o material pode absorver antes de quebrar e o seu volume.
Propriedades Mecânicas do NdFeB Sinterizado
O NdFeB sinterizado é um material quebradiço. Suas propriedades mecânicas são duras e quebradiças, ou seja, alta resistência e baixa tenacidade. Quase não há deformação plástica antes da fratura, ou seja, fratura durante a fase de deformação elástica.
A figura abaixo é uma comparação entre o produto de energia magnética (BH)m e a resistência à fratura de vários materiais de ímã permanente. Podemos descobrir que o NdFeB sinterizado tem o maior produto de energia magnética (BH) m, e a tenacidade à fratura ainda é comparável a Sm2Tm17, SmCo5 e ímãs permanentes de ferrite, porque todos são materiais de ímã permanente baseados em compostos intermetálicos e pertencem a materiais frágeis . Materiais de ímã permanente de terras raras ligados, Fe-Cr-Co e aço magnético têm a melhor resistência à fratura, mas seu produto de energia magnética (BH)m é muito menor que o do NdFeB sinterizado.
Materiais frágeis normalmente usam três indicadores para descrever as propriedades mecânicas do material:
1. A tenacidade à fratura geralmente reflete a resistência quando as rachaduras se expandem no material. A unidade é MPa·m1/2. O teste de resistência à fratura de materiais requer uma máquina de teste de tração, sensor de tensão, extensômetro, extensômetro dinâmico de amplificação de sinal, etc.
2. A resistência ao impacto (resistência à fratura por impacto) reflete a energia absorvida pelo material durante o processo de fratura sob a ação da tensão de impacto. A unidade é J/m2. O valor medido da resistência ao impacto é muito sensível ao tamanho, formato, precisão de processamento e ambiente de teste da amostra, e a dispersão do valor medido será relativamente grande.
3. A resistência à flexão é medida pelo método de flexão de três pontos. Como a amostra é fácil de processar e a medição é simples, ela é mais comumente usada para descrever as propriedades mecânicas de ímãs NdFeB sinterizados.
As características de alta resistência e baixa tenacidade dos materiais magnéticos permanentes NdFeB sinterizados são determinadas por sua estrutura cristalina. Além disso, os dois fatores a seguir afetarão a resistência à flexão dos ímãs permanentes de NdFeB sinterizados e também são formas de melhorar sua resistência.
1. O teor de Nd tem certa influência na resistência do NdFeB sinterizado. Resultados experimentais mostram que, sob certas condições, quanto maior o teor de Nd, maior será a resistência do material.
2. A adição de outros elementos metálicos tem um certo impacto na resistência do NdFeB sinterizado. Quando uma certa quantidade de Ti, Nb ou Cu é adicionada, a resistência à fratura por impacto do ímã permanente é melhorada; quando uma pequena quantidade de Co é adicionada, a resistência à flexão do ímã permanente é melhorada.
As propriedades mecânicas abrangentes do NdFeB sinterizado não são suficientemente altas, o que é uma das razões importantes que limitam a sua aplicação em áreas mais amplas. Se a tenacidade do produto puder ser melhorada e ao mesmo tempo garantir que as propriedades magnéticas sejam melhoradas ou inalteradas, isso fará com que o NdFeB sinterizado nos campos militar, aeroespacial e outros campos desempenhe um papel maior e entre em um novo período de desenvolvimento.