انواع گریدهای آهنربای نئودیمیوم

آهنربای نئودیمیوم قدرتمندترین و پرکاربردترین آهنربا است و در ترکیب آن از عنصر نئودیمیوم (Nd) استفاده شده است. نئودیمیوم یکی از عناصر جدول تناوبی مندلیف با عدد اتمی 60 است و برای نخستین بار توسط شیمیدان مشهور اتریشی، کارل اف. آور فون ولباش کشف شد. این آهنربا به دلیل ویژگی‌های مغناطیسی فوق‌العاده‌اش یکی از قوی‌ترین آهنرباها در دنیای علم و فناوری است. فرآیند تولید آهنربای نئودیمیوم شامل استخراج این عنصر از منابع طبیعی مانند ماده معدنی شن مونازیت و استفاده از روش‌هایی چون الکترولیز نمک‌های هالید آن است. آهنرباهای نئودیمیوم در گریدهای مختلف تولید می‌شوند و در صنایع الکترونیک، پزشکی و تولیدات صنعتی استفاده میشود.

گرید آهنربا چیست؟

آهنربای نئودیمیوم (NdFeB) یکی از قوی‌ترین و پرکاربردترین آهنرباها است که از عناصر کمیاب خاکی ساخته شده است. این آهنربا از آلیاژ نئودیمیوم، آهن و بور ساخته شده و دارای ساختار کریستالی چهارضلعی Nd₂Fe₁₄B است. آهنرباهای نئودیمیوم در سال ۱۹۸۴ توسط شرکت‌های جنرال موتورز و سومیتومو فلزات معرفی شدند و قوی‌ترین آهنرباهای دائمی صنعتی است. این آهنرباها به دلیل قدرت بالای مغناطیسی خود در بسیاری از صنایع مانند موتورهای الکتریکی، ابزارهای بی‌سیم، هارد دیسک‌ها و اتصال‌دهنده‌های مغناطیسی کاربرد دارند.

برای اندازه‌گیری قدرت این آهنرباها از واحدهای گاوس (Gauss) و اورستد (Oersted) استفاده می‌شود. گاوس نشان‌دهنده میزان نیروی کششی آهنربا است، اورستد میزان پایداری و دائمی بودن این نیرو را اندازه‌گیری می‌کند. حاصلضرب این دو واحد (گاوس × اورستد) به عنوان حداکثر میزان انرژی تولیدی توسط آهنربا در واحد MGOe (Mega Gauss Oersteds) بیان می‌شود. گرید بالاتر به معنی قدرت و پایداری بیشتر آهنربا است. آهنرباهای نئودیمیوم بسته به فرآیند تولید به دو دسته متخلخل و پیوندی تقسیم می‌شوند و به دلیل ویژگی‌های خاص خود در صنایع مختلف استفاده می‌شوند.

گرید آهنرباهای دائمی

گرید آهنرباهای دائمی نمایانگر قدرت و پایداری آهنربا است. آهنرباهای نئودیمیوم قوی‌ترین آهنربا است و گرید آن‌ها از ۳۰H تا ۵۵ متغیر است. انتخاب آهنربای مناسب به عوامل مختلفی بستگی دارد و فقط به گرید آن توجه نکنید. ابعاد قابل استفاده، درجه حرارت و شرایط محیطی از مهم‌ترین پارامترها در انتخاب آهنربا است.

آهنرباهای نئودیمیوم زینتر شده

آهنرباهای نئودیمیوم زینتر شده از ترکیب نئودیمیوم، آهن و بور (NdFeB) ساخته می‌شوند و قوی‌ترین آهنرباهای دائمی است. این آهنرباها در دماهای بالا حساس هستند و گریدهای معمولی آن‌ها در دمای بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده نمیشود، مگر آنکه گریدهای ویژه برای دماهای بالا تا ۲۰۰ درجه ساخته شده باشند. این آهنرباها ترد و شکننده هستند و در مقابل هوا به سرعت اکسید می‌شوند، به همین دلیل سطح آن‌ها با لایه‌ای نازک از نیکل پوشش داده می‌شود.

آهنرباهای ساماریوم کبالت

آهنرباهای ساماریوم کبالت (SmCo) پس از نئودیمیوم دومین نوع قوی‌ترین آهنرباهای دائمی هستند و قابلیت تحمل دماهای بالاتر تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد را دارند. همچنین این آهنرباها مقاومت بسیار خوبی در برابر اکسید شدن دارند و نیازی به پوشش‌دهی ندارند. آهنرباهای نئودیمیوم چسبانده شده (Bonded) با روش ریخته‌گری و قالب‌گیری تولید می‌شوند، در برابر اکسیداسیون مقاومت بیشتری دارند، اما خاصیت مغناطیسی آن‌ها ضعیف‌تر از نوع زینتر شده است. از سوی دیگر، آهنرباهای آلومینیوم نیکل کبالت (آلنیکو) به دلیل پایداری عالی و مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون بسیار پرکاربرد هستند.

آهنرباهای فریت

آهنرباهای فریت (سرامیک) از ترکیب اکسید آهن و کربنات باریوم-استرانتیوم تولید می‌شوند و ترد و شکننده هستند، در حالی که آهنرباهای انعطاف‌پذیر (لاستیکی) ترکیبی از پودر آهنربا و مواد لاستیکی هستند، به دلیل قیمت پایین و سهولت استفاده در موتورهای کوچک و تابلوها استفاده میشوند.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آهنربای نئودیمیوم

نئودیمیوم یک فلز خاکی کمیاب با درصد حدود 18% در ترکیب فلزات خاکی کمیاب است. این فلز دارای درخشش فلزی و رنگ نقره‌ای روشن است و یکی از واکنش‌پذیرترین فلزات خاکی کمیاب است. در مواجهه با هوا، نئودیمیوم به سرعت کدر و اکسید شده و این فرایند منجر به پوسته پوسته شدن آن می‌گردد. این اکسیداسیون سریع دلیل اصلی استفاده از پوشش‌های مختلفی مانند نیکل، نقره، طلا و دیگر مواد برای جلوگیری از اکسید شدن در آهنرباهای نئودیمیوم است. نئودیمیوم در ساخت آهنرباهای دائمی بسیار قوی Nd2Fe14B کاربرد دارد. این نوع آهنرباها به دلیل قدرت بالای مغناطیسی خود، ارزان‌تر از آهنرباهای ساماریوم-کبالت هستند و به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می‌شوند.

کاربرد آهنربای نئودیمیوم

آهنربای نئودیمیوم به‌دلیل قدرت مغناطیسی بسیار بالا در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارد. این آهنرباها در موتورهای الکتریکی و ژنراتورها به‌کار می‌روند تا کارایی موتور را افزایش دهند. در موتورهای بدون جاروبک و دستگاه‌های الکتریکی، آهنربای نئودیمیوم جز مهم سیستم هستند. در صنایع خودروسازی خصوصا در خودروهای هیبریدی و برقی، برای افزایش بازده انرژی و کاهش مصرف سوخت از این آهنرباها استفاده می‌شود. همچنین در سنسورها و سیستم‌های ترمز ضد قفل خودروها به‌کار میرود.

این آهنرباها در صنایع هوافضا، جداسازها و گیره‌های مغناطیسی نیز کاربرد دارند. در هوافضا، به‌دلیل قدرت و وزن کم، در موتورهای فضایی و تجهیزات دیگر استفاده می‌شوند. در جداسازهای مغناطیسی، از آهنربای نئودیمیوم برای جداسازی ذرات فلزی از مواد دیگر استفاده می‌شود و در بسیاری از صنایع پودری و مواد خام کاربرد دارد. علاوه بر این، گیره‌های مغناطیسی ساخته شده از نئودیمیوم در فرآیندهای ساخت و مونتاژ قطعات فلزی به‌طور گسترده‌ای کاربرد دارند. قدرت بالا، پایداری در شرایط مختلف و اندازه کوچک از ویژگی‌های مهم این آهنرباهاست.

معایب و مزایای آهنربای نئودیمیوم

آهنرباهای نئودیمیوم به دلیل قدرت مغناطیسی بسیار بالا در ابعاد کوچک، یکی از قدرتمندترین آهنرباهای دائمی است. پس آهنرباهای نئودیمیوم در صنایع الکترونیک و صنایع خودروسازی استفاده میشود.

از آهنربای نئودیمیوم در کجا استفاده میشود؟آهنرباهای نئودیمیوم به دلیل قدرت فوق‌العاده خود، کاربردهای بسیار متنوعی در زندگی روزمره و صنعت دارد. برخی از مهم‌ترین کاربردهای این آهنرباها موارد زیر است:
علت محبوبیت آهنربای نئودیمیومآهنرباها در زندگی روزمره نقش بسیار پررنگی دارند. از یخچال و بلندگو تا موتورهای الکتریکی و دستگاه‌های MRI، آهنرباها در همه جا آهنرباها استفاده میشوند. اما چرا در میان انواع مختلف آهنربا، آهنربای نئودیمیوم به این اندازه محبوبیت دارد؟

• قدرت فوق‌العاده در ابعاد کوچک

یکی از مهم‌ترین دلایل محبوبیت آهنرباهای نئودیمیوم، قدرت مغناطیسی بسیار بالای آن‌ها در مقایسه با سایر انواع آهنربا است. این بدان معناست که شما با استفاده از یک آهنربای نئودیمیوم کوچک، نیروی مغناطیسی بسیار قوی ایجاد کنید. این ویژگی، نئودیمیوم را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهایی تبدیل کرده که به نیروی مغناطیسی زیاد در فضای محدود نیاز دارند.

• مقاومت بالا در برابر دمای بالا و پایین

آهنرباهای نئودیمیوم در برابر تغییرات دما بسیار مقاوم هستند و در طیف وسیعی از دماها به خوبی کار میکنند. پس برای استفاده در محیط‌هایی با شرایط دمایی سخت مناسب است.

• مقاومت در برابر مغناطیس‌زدایی

آهنرباهای نئودیمیومی به سختی مغناطیس‌زدایی می‌شوند و خاصیت مغناطیسی خود را برای مدت طولانی حفظ می‌کنند در نتیجه برای کارهایی که نیاز به یک میدان مغناطیسی پایدار دارند، بسیار مناسب است.

• تنوع در اندازه و شکل

آهنرباهای نئودیمیوم در انواع مختلفی از اندازه‌ها و شکل‌ها تولید می‌شوند و برای کاربردهای متنوعی استفاده میشود.

• کاربردهای گسترده دیگر

آهنرباهای نئودیمیوم در صنایع مختلفی از جمله الکترونیک، خودرو، هوافضا، پزشکی و غیره مورد قرار می‌شود.آهنرباهای نئودیمیوم به دلیل قدرت بالا، مقاومت در برابر دما و مغناطیس‌زدایی، تنوع و کاربردهای گسترده یکی از پرکاربردترین انواع آهنربا در جهان است. اگر به دنبال یک آهنربا با قدرت بالا و عملکرد قابل اعتماد هستید، آهنربای نئودیمیوم بهترین گزینه برای شما خواهد بود.قوی ترین نوع آهنربای نئودیمیم چیست؟قوی‌ترین آهنربای نئودیمیوم موجود در بازار گرید N55 است. این گرید بالاترین سطح قدرت مغناطیسی را در میان آهنرباهای نئودیمیوم دارد. حرفی که بعد از عدد گرید می‌آید، نشان‌دهنده دمای کاری آهنربا است. برای مثال، اگر حرفی پس از عدد نباشد، به این معنی است که آهنربای نئودیمیوم در دمای استاندارد کار می‌کند. با این حال، باید توجه داشت که گرید N55 برای همه کاربردها بهترین گزینه نیست. انتخاب گرید مناسب به عوامل مختلفی مانند دمای محیط کار، نیروی مورد نیاز و هزینه بستگی دارد. بنابراین، برای انتخاب بهترین گرید آهنربای نئودیمیوم، بهتر است با کارشناسان متخصص مشورت کنید.سخن پایانیگریدهای آهنربای نئودیمیوم به دلیل تنوع در خواص مغناطیسی و مکانیکی نقش بسیار مهمی در انتخاب آهنربای مناسب برای کاربردهای مختلف دارد. با شناخت دقیق گریدهای موجود و پارامترهای موثر بر آن‌ها آهنربایی را انتخاب کنید که بیشترین کارایی را در شرایط کاری شما داشته باشد. قدرت مغناطیسی، دمای کاری، مقاومت در برابر خوردگی و هزینه، در انتخاب گرید مناسب نقش دارند. قبل از انتخاب گرید آهنربای نئودیمیوم، به دقت نیازهای خود را بررسی کرده و با کارشناسان متخصص مشورت کنید.