従来のNdFeB磁石とセリウム含有磁石の違いは何ですか?

近年、プラセオジムやネオジムなどの希土類原料の価格が大きく変動しており、NdFeB生産会社や端末応用会社にとってコスト面で大きな悩みや制約となっている。希土類元素であるセリウムCeとプラセオジムとネオジムPrNdは、構造特性が似ており、地殻に極めて豊富に存在するため、ネオジム鉄ホウ素磁石のPrとNdを代替することで、希土類資源のバランスのとれた利用を効果的に実現できるだけでなく、焼結NdFeBの生産コストを大幅に削減できる。現在、国内のほぼすべてのNdFeBメーカーがセリウム磁石の開発と生産に携わっており、新型セリウム磁石の年間生産量は約5万トンに達し、規模は継続的に拡大する傾向にある。

従来の方法で製造されたセリウム磁石と焼結NdFeB永久磁石の違いは何ですか?
磁気特性に違いはありますか？
もろくなって壊れやすくなるのでしょうか?

これは、多くのマグネットユーザーが最も懸念している質問です。本日の記事では、これについて詳しく説明します。

Ce 元素は、原子価が変動する特性と小さなイオン半径を持っています。Ce 含有量が多いと、CeFe2 相が形成されやすく、磁石が高い保磁力を得ることが難しくなります。CeFeB の飽和磁化と異方性磁場が低いため、セリウム磁石の性能をさらに向上させるには、通常、磁石に Ce を添加した後、拡散プロセスが必要です。

従来の磁石とセリウム含有磁石の拡散磁気特性の違い：

Ce元素を少量添加した場合、拡散性能への影響は基本的に無視できます。Ce磁石を大量に添加すると、特に12%を超えると、磁石の微細構造がより深刻に劣化し、拡散性能の向上幅が大幅に減少するだけでなく、微細構造の不均一性により磁石の直角度も劣化します。

使用の観点から見ると、ベース材料に含まれるCe含有量が低い場合、同じBrとHcj条件下では、Ce含有磁石とセリウムを含まない磁石の磁気モーメントと高温減磁効果に明らかな違いはなく、それらの使用特性は基本的に同じです。 。ベース材料のセリウム含有量が8%、特に12%を超える場合、残留磁気を回避するために、低Hcjと低角形性の2つの要因により、磁石が完全に飽和して減磁できないという現象に特別な注意を払う必要があります。ただし、磁気モーメントが十分ではなく、保磁力は満たされますが、熱減磁が十分ではありません。

従来のプロセスと拡散プロセスで製造されたセリウム磁石の間には、耐熱性にも一定の違いがあります。38MT、30*15*3.2mmを例に挙げてみましょう。非拡散セリウム磁石と拡散セリウム磁石の耐熱特性：

上図からわかるように、セリウム磁石を拡散させた後の製品の熱消磁は、セリウム磁石を非拡散処理した場合よりも大幅に優れています。セリウム磁石を拡散させた後の製品の熱消磁は、非拡散処理を使用した従来の磁石の熱消磁と同等です。

Ce添加磁石は、従来の磁石に比べ、加工時や使用時にCe含有量が変化するため、機械的特性が低下します。

Ce添加磁石の機械的特性の劣化は、主にCe添加量が多すぎるとCeFe2相の形成により主相粒子に対する粒界の浸透および結合効果が大きく破壊され、機械的特性が大幅に低下するためです。関連する実験データによると、Ce添加量が10%を超えると、Ce磁石の機械的特性は20〜50%低下します。機械的性能指標には、硬度、圧縮強度、曲げ強度、引張強度、衝撃靭性、ヤング率などがあります。機械的特性の低下により、もともと脆いNdFeB磁石は、加工、磁化、組み立て時に加工が困難になります。角が剥がれたり、割れたりする可能性が高くなります。

まとめると、超高 Ce 磁石を使用する場合、高 Ce による拡散効果の低下、製品の微細構造の不均一、局所的な磁気の弱い領域、高温での容易な減磁、機械的特性の低下などの問題に十分注意する必要があります。現在、プロセス技術の継続的な進歩に伴い、CeFe2 の技術的問題はますます多くの企業によって注目され、克服されており、高 Ce に関連するこれらの問題も徐々に緩和されています。