แม่เหล็กซีเรียมความอุดมสมบูรณ์สูง

ด้วยการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของขอบเขตการใช้งานของ NdFeB เผาผนึกและการเติบโตอย่างรวดเร็วของผลผลิต ทรัพยากรแร่หายากที่เกี่ยวข้องก็ถูกนำไปใช้ประโยชน์ในปริมาณมากเช่นกัน ธาตุหายากหลายชนิดในแร่ธาตุหายากเป็นแบบทางชีวภาพ แต่ในกระบวนการเตรียม NdFeB ธาตุ praseodymium Pr และธาตุนีโอไดเมียม Nd ที่มีเศษส่วนมวล 25% ในธาตุหายากเบาส่วนใหญ่จะใช้ ด้วยวิธีนี้ สัดส่วนของธาตุหายากเบาคือ อัตราการใช้ของธาตุหายากราคาถูก เช่น ซีเรียมซี 49% และแลนทานัมลา 23% นั้นต่ำมาก

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ราคาตลาดของวัสดุหายาก เช่น เพรซีโอดิเมียมและนีโอไดเมียมมีความผันผวนอย่างมาก ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาและข้อจำกัดอย่างมากต่อบริษัทผู้ผลิตในแง่ของต้นทุนวัตถุดิบ นับตั้งแต่การกำเนิดของ NdFeB ที่ถูกเผา การค้นหาองค์ประกอบทดแทนสำหรับ Nd ได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว Ce เป็นธาตุโลหะที่มีมากที่สุดในบรรดาธาตุหายากทั้งหมด ราคาของมันน้อยกว่าหนึ่งในสิบของ Pr และ Nd และคุณสมบัติต่างๆ ของ Ce2Fe14B สนามแอนไอโซโทรปีและความเสถียรของเฟสยังสูงกว่าของ La2Fe14B อีกด้วย ข้อดีของการสำรองที่สูงและต้นทุนที่ต่ำของ Ce ทำให้ Ce แทนที่ Pr-Nd กลายเป็นประเด็นร้อนในการวิจัยอุตสาหกรรมโดยธรรมชาติ

คุณสมบัติที่แท้จริงของสารประกอบ RE Fe14B ที่อุณหภูมิห้อง (22 องศา) คือ

ภาพด้านบนแสดงคุณสมบัติที่แท้จริงของสารประกอบ RE2Fe14B ของธาตุหายากต่างๆ ที่ (22 องศา) จะเห็นได้ว่าความเข้มของโพลาไรซ์แม่เหล็กอิ่มตัว สนามแม่เหล็กแอนไอโซโทรปีของสนามแม่เหล็ก และอุณหภูมิคูรีของ Ce2Fe14B นั้นต่ำกว่าของ Pr2Fe14B และ Nd2Fe14B การแนะนำจะทำให้ประสิทธิภาพของแม่เหล็กลดลงและความต้านทานต่ออุณหภูมิลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจากกิจกรรมของธาตุซีเรียมสูงกว่าของเพราซีโอดิเมียมและนีโอไดเมียม ข้อกำหนดในการต่อต้านอนุมูลอิสระในระหว่างขั้นตอนการเตรียมจึงสูงกว่า และแม่เหล็กที่ประกอบด้วยซีเรียมจะสร้างเฟสพาราแมกเนติก CeFe2 ในเฟสขอบเขตเกรนได้อย่างง่ายดาย การเกิดขึ้นของเฟส CeFe2 ในด้านหนึ่งจะช่วยลดสัดส่วนปริมาตรของเฟสหลัก และในอีกด้านหนึ่ง เฟสนี้มีจุดหลอมเหลวสูง และมีความลื่นไหลและเปียกน้ำไม่ดี ซึ่งไม่เอื้อต่อการกระจายตัวที่สม่ำเสมอของ ระยะที่อุดมไปด้วยธาตุหายาก ทั้งหมดนี้เพิ่มความยากในการเตรียมแม่เหล็กซีเรียมประสิทธิภาพสูง
ในระยะแรกของการพัฒนาอุตสาหกรรมแม่เหล็กซีเรียม แม่เหล็ก N35-N42 และแม้แต่แม่เหล็ก N25-N30 ระดับล่างที่มีการบีบบังคับน้อยกว่า 10kOe ก็ถูกผลิตขึ้นเป็นส่วนใหญ่ นอกจากนี้ แม่เหล็กซีเรียมมักถูกรวมเข้ากับกระบวนการเหล็กแม่เหล็กแบบเศษเหล็ก และแม่เหล็กซีเรียมเคยกลายเป็นตัวแทนของเหล็กแม่เหล็กเกรดต่ำ ด้วยการอัปเกรดอุปกรณ์การผลิตซ้ำๆ การส่งเสริมและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เช่น เทคโนโลยีออกซิเจนต่ำ การปรับแต่งเกรน และเทคโนโลยีโลหะผสมคู่ ตลอดจนความเข้าใจในการผลิตและความเข้าใจของบุคลากร R&D เกี่ยวกับกลไกที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของซีเรียม แม่เหล็ก แม่เหล็กซีเรียมทางวิทยาศาสตร์เพิ่มเติมได้รับการพัฒนา ระบบสูตรแม่เหล็กและขั้นตอนการเตรียมแม่เหล็กซีเรียมผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงหลายประเภทได้ถูกนำเสนอสู่ตลาด เมื่อใช้ร่วมกับเทคโนโลยีการแพร่กระจายขอบเขตของเกรน ทำให้สามารถผลิต SH, SHT, UH และแม้แต่ผลิตภัณฑ์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูง EH ได้

การใช้แม่เหล็กถาวร NdFeB เผาสามารถแบ่งออกได้เป็นทิศทางต่อไปนี้ตามกลไก:
การใช้แรงดึงดูดของเหล็กแม่เหล็กต่อเหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล และวัสดุอื่น ๆ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยหัวจับแม่เหล็ก เครื่องแยกแม่เหล็ก เครื่องบำบัดน้ำเสีย อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ หัวเข็มขัดกระเป๋า หัวเข็มขัดประตู ของเล่นเพื่อการศึกษา ฯลฯ ;
ใช้กฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์และหลักแรงลอเรนซ์ เหล็กแม่เหล็กถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดแม่เหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรและเครื่องกำเนิดแม่เหล็กถาวร รวมถึงมอเตอร์ซิงโครนัสพลังงานใหม่ มอเตอร์ดุมรถจักรยานไฟฟ้า เครื่องฉุดลาก เซอร์โวมอเตอร์ คอมเพรสเซอร์เครื่องปรับอากาศ กังหันลมแบบขับตรงและกึ่งขับตรง เป็นต้น ;
สนามแม่เหล็กคอยล์ถูกปรับโดยการเปลี่ยนกระแสคอยล์ และโต้ตอบกับสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยแม่เหล็กเพื่อสร้างการสั่นสะเทือน รวมถึงแตรเสียง ลำโพง เครื่องรับ มอเตอร์ VCM ฯลฯ
การใช้หลักการฟิสิกส์แม่เหล็ก เช่น นิวเคลียสเรโซแนนซ์เรโซแนนซ์ และฮอลเอฟเฟ็กต์ รวมถึงเครื่องมือนิวเคลียร์เรโซแนนซ์เรโซแนนซ์ เซ็นเซอร์ต่างๆ เป็นต้น

ดังแสดงในรูปด้านบน สถานการณ์การใช้งานแม่เหล็กซีเรียมมีความหลากหลาย ในช่วงแรกของการผลิตขนาดใหญ่ เหล็กแม่เหล็กส่วนใหญ่เป็นเกรดต่ำ เช่น N25-N42 ซึ่งเติมเต็มช่องว่างด้านประสิทธิภาพระหว่างแม่เหล็กประสิทธิภาพสูงและเฟอร์ไรต์ในความต้องการวัสดุแม่เหล็กถาวร การใช้งานมุ่งเน้นไปที่แม่เหล็กของเล่นดูดซับแม่เหล็ก หัวเข็มขัดประตู หัวเข็มขัดกระเป๋า ตัวคั่นแม่เหล็ก และสาขาอื่น ๆ

ด้วยเกรดแม่เหล็กที่ประกอบด้วยซีเรียมซึ่งครอบคลุมผลิตภัณฑ์ประสิทธิภาพสูง เช่น N45H, N48M และ N52 การใช้งานผลิตภัณฑ์ได้ขยายไปสู่สาขาไฟฟ้าอะคูสติก เทอร์มินัลอัจฉริยะเคลื่อนที่ พลังงานลม และเสียงสะท้อนแม่เหล็กนิวเคลียร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เกรด 38M-38H มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านมอเตอร์ดุมล้อรถจักรยานไฟฟ้า
ผลิตภัณฑ์ที่มีค่าบังคับสูงซึ่งผลิตโดยการผสมผสานเทคโนโลยีการแพร่กระจายขอบเขตเกรน สามารถใช้ในเครื่องจักรทำเหมือง มอเตอร์อุตสาหกรรม เครื่องลาก คอมเพรสเซอร์เครื่องปรับอากาศ และสาขาอื่นๆ