تتكون مغناطيسات الكوبالت الساماريوم الدائمة بشكل رئيسي من معدن الساماريوم (Sm)، ومعدن الكوبالت (Co)، والنحاس (Cu)، والحديد (Fe)، والزركونيوم (Zr)، وعناصر أخرى. تُصنف هذه المغناطيسات من حيث التركيب إلى نوعين: 1:5 و2:17، وتنتمي إلى الجيلين الأول والثاني من مواد المغناطيس الدائم للأرض النادرة. تتميز مغناطيسات الكوبالت الساماريوم الدائمة بخواص مغناطيسية ممتازة (بقايا عالية، قوة إجبارية عالية، ومنتج طاقة مغناطيسية عالية)، ومعامل درجة حرارة منخفض للغاية، ودرجة حرارة تشغيل عالية، ومقاومة عالية للتآكل. تُعد حاليًا أفضل مواد المغناطيس الدائم مقاومة للحرارة، وتُستخدم على نطاق واسع في أجهزة الميكروويف، وأجهزة شعاع الإلكترون، والمحركات عالية القدرة/السرعة، وأجهزة الاستشعار، والمكونات المغناطيسية، وغيرها من الصناعات.
عملية إنتاج الكوبالت الساماريوم المتكلس: 1. الصهر، 2. صنع المسحوق، 3. الضغط، 4. التلبيد، 5. التشغيل الآلي، 6. المغناطيسية والتغليف
2 إلى 17 SmCo
مغناطيسات SmCo 2:17، تُسمى أيضًا Sm2Co17. يتراوح أقصى ناتج طاقة مغناطيسية لكل درجة بين 20 و35MGOe، وأقصى درجة حرارة تشغيل لها هي 500 درجة مئوية. تتميز مغناطيسات SmCo 2:17 بمعامل درجة حرارة أقل ومقاومة أفضل للتآكل. عند درجات الحرارة العالية، تتجاوز خصائصها المغناطيسية خصائص مغناطيسات NdFeB، لذا تُستخدم على نطاق واسع في صناعات الطيران والعسكرية والمحركات عالية الحرارة وأجهزة استشعار السيارات ومختلف ناقلات الحركة المغناطيسية والمضخات المغناطيسية وأجهزة الميكروويف. مغناطيسات SmCo 2:17 هشة للغاية ويصعب تشكيلها إلى أشكال معقدة أو صفائح رقيقة جدًا وحلقات رقيقة الجدران. بالإضافة إلى ذلك، من السهل فقدان الزوايا الصغيرة أثناء عملية الإنتاج. بشكل عام، طالما أنها لا تؤثر على الخصائص أو الوظائف المغناطيسية، يمكن اعتبارها منتجات مؤهلة.
من حيث خصائص الأداء، يمكن تقسيم المغناطيسات الدائمة SmCo إلى ثلاثة أنواع: سلسلة عالية الأداء، وسلسلة عالية الاستقرار (معامل درجة الحرارة المنخفضة)، وسلسلة مقاومة درجات الحرارة العالية.
1 إلى 5 سمكو
مغناطيسات SmCo 1:5 تُسمى أيضًا SmCo 5 وSmCo5. يتراوح أقصى ناتج طاقة لكل درجة بين 16 و25 MGOe، وأقصى درجة حرارة تشغيل هي 250 درجة مئوية. أقصى ناتج طاقة أقل من مغناطيس SmCo 2:17، لكن خصائصه الميكانيكية ومرونته أفضل قليلاً من مغناطيسات 2:17. هذا المغناطيس مناسب للمعالجة بأشكال يصعب معالجتها باستخدام مغناطيس SmCo 2:17، مثل الأقراص الرقيقة والمربعات والحلقات، بالإضافة إلى أشكال معقدة متنوعة ذات سماكة أو جدران رقيقة للغاية.
المجال المغناطيسي الممغنط لمغناطيسات SmCo بنسبة 1:5 أصغر من المجال المغناطيسي الممغنط لمغناطيسات SmCo بنسبة 2:17. عمومًا، يمكن مغنطة مجال مغناطيسي بقوة 40,000 غاوس حتى التشبع، بينما يتطلب المجال المغناطيسي الممغنط لمغناطيسات SmCo بنسبة 2:17 ذات القوة القسرية العالية 60,000 غاوس أو أكثر. يبلغ محتوى العناصر الأرضية النادرة في تركيبة مغناطيسات SmCo بنسبة 1:5 ما يقارب 40%، لذا فإن سعرها أعلى من سعر مغناطيسات SmCo بنسبة 2:17.
الفرق بين مغناطيس SmCo ومغناطيس NdFeB
1. تكوين مختلف
تحتوي المغناطيسات الدائمة NdFeB على حوالي 29%~32.5% من معدن النيوديميوم الأرضي النادر، و64%~69% من معدن الحديد، و1.1%~1.2% من عنصر البورون غير المعدني، وكمية صغيرة من الديسبروسيوم، والتيربيوم، والنيوبيوم، والنحاس وعناصر أخرى.
بالنسبة لمغناطيسات SmCo، مع الأخذ في الاعتبار نوع 2:17، فإن معدن الساماريوم الأرضي النادر يمثل 23%~28%، ويمثل معدن الكوبالت الأرضي النادر 48%~52%، ويمثل عنصر الحديد المعدني 14%~17%، وهناك أيضًا كمية صغيرة من النحاس والزركونيوم وعناصر أخرى.
2. أداء وسعر مختلفين
من جدول الأداء السابق، يتضح أن الخواص المغناطيسية الكلية لمغناطيسات SmCo الدائمة أقل من مغناطيسات NdFeB الدائمة. ومن نسبة العناصر المعدنية بينهما، يتضح أن محتوى الحديد في NdFeB هو الأعلى، بينما يُمثل محتوى الساماريوم والكوبالت في مغناطيسات SmCo حوالي 70%. لذلك، بالمقارنة مع مغناطيسين من SmCo وNdFeB لهما نفس ناتج الطاقة المغناطيسية والحجم، غالبًا ما يكون سعر SmCo أعلى قليلاً.
3. مقاومة مختلفة لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة الأكسدة، ومقاومة التآكل
تتراوح درجة حرارة تشغيل المغناطيس الدائم NdFeB بين 80℃~220℃، في حين يمكن أن تصل درجة حرارة تشغيل المغناطيس الدائم SmCo إلى 250℃~350℃.
تتميز مغناطيسات NdFeB بمحتوى عالٍ من الحديد، مما يجعلها سهلة الأكسدة والتآكل. تُعد معالجة السطح عملية أساسية. يعتمد عمر خدمة المغناطيس بشكل كبير على تأثير الطلاء؛ بينما تتميز مغناطيسات SmCo بمحتوى منخفض من الحديد، وهو في الأساس عنصر معدني لا يتأكسد أو يتآكل بسهولة. بشكل عام، لا يلزم معالجة السطح إلا في ظروف قاسية نسبيًا أو عند استخدام الطلاء الكهربائي لتحسين المظهر.