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Magneti al neodimio, campione 16: 53Fe-17B-30Nd sinterizzato (Sagawa 1988)
I magneti al neodimio sono composti da ferro, boro e neodimio. Il team di Sagawa presso Sumitomo ha fuso insieme i tre elementi, ha macinato la colata fino a ottenere una polvere più fine di 10 µm, ha allineato i grani in un campo magnetico durante la pressatura e ha sinterizzato il compatto in argon. Questo è il loro campione 16, con 53 % di ferro, 17 % di boro e 30 % di neodimio in atomi: 4,2 MGOe.
Fonte: M. Sagawa et al. (Sumitomo Special Metals), US 4,770,723 (1988). Sconosciuto: come vengono prodotti il ferro puro, il ferroboro e il metallo di neodimio; il brevetto non lo specifica. La magnetizzazione è opera nostra, secondo Przybylski et al., Sensors 16:569 (2016). I pesi da 1 kg sono nostri calcoli basati sulle percentuali atomiche del brevetto. Immagine: Fig. 8 del brevetto.
Esperto
2 giorni
Istruzioni
1
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Pesare il campione 16: 53 Fe, 17 B, 30 Nd
Pesare il campione 16: 53 Fe, 17 B, 30 Nd
Il campione 16 è composto dal 53 % di ferro, dal 17 % di boro e dal 30 % di neodimio in atomi. Utilizzare ferro elettrolitico al 99,9 %, ferroboro (19,38 % B, 5,32 % Al, 0,74 % Si, 0,03 % C, il resto ferro) e neodimio al 99,7 % o superiore. Nostro: una colata da 1 kg, per calcolo: 301,6 g di ferro, 126,9 g di ferroboro, 579,2 g di neodimio. Incognita: come vengono prodotti questi tre.
Materiali per questo passaggio:
Ferro elettrolitico301.6 g
Ferroboro126.9 g
Neodimio metallico579.2 gStrumenti necessari:
Bilancia a bracci2
2
Fusione ad alta frequenza in argon e colata
Fusione ad alta frequenza in argon e colata
Fondere la carica in un forno ad alta frequenza (a induzione) sotto argon e colare il materiale in una lingottiera di rame raffreddata ad acqua.
Strumenti necessari:
Forno a induzione
Crogiolo in argilla refrattaria
Argon
Bombola di gas in pressione
Stampo di rame raffreddato ad acqua
Guanti resistenti al calore3
3
Pestellare fino a 35 mesh, macinare a sfere fino a 3-10 µm
Pestellare fino a 35 mesh, macinare a sfere fino a 3-10 µm
Frantumare la colata in un mulino a pestelli finché non passa un setaccio da 35 mesh. Quindi macinarla in un mulino a sfere per 3 ore, fino a 3-10 µm.
Strumenti necessari:
Mulino a pestelli
Serie di setacci (maglie graduate)
Mulino a sfere di ferro
Occhiali di sicurezza4
4
Pressare in un campo di 10 kOe a 1,5 t/cm²
Pressare in un campo di 10 kOe a 1,5 t/cm²
Allineare la polvere in un campo magnetico di 10 kOe e pressarla a 1,5 tonnellate per cm². Incognita: le dimensioni e la forma dei magneti.
Strumenti necessari:
Pressa in campo magnetico5
5
Sinterizzare in argon a 1000-1200 °C
Sinterizzare in argon a 1000-1200 °C
Sinterizzare i compatti a 1000-1200 °C per circa un'ora in argon, quindi lasciarli raffreddare. Il campione 16 ha misurato una rimanenza di 4,5 kG, una coercività di 14,8 kOe e 4,2 MGOe.
Strumenti necessari:
Forno a tubo
Argon
Bombola di gas in pressione
Guanti resistenti al calore6
6
Magnetizzare i magneti
Magnetizzare i magneti
Il nostro, secondo Przybylski et al., Sensors 16:569 (2016): inserire ciascun magnete nella bobina di un magnetizzatore a impulsi e scaricare attraverso di essa un banco di condensatori. Hanno riscontrato che un campo di 1200 kA/m è sufficiente per saturare N38 Nd-Fe-B sinterizzato; il loro magnetizzatore utilizzava un banco da 1 mF caricato a 5000 V, un interruttore a tiristori e una bobina da 440 spire di filo di rame da 3 mm con un foro da 80 mm.
Strumenti necessari:
MagnetizzatoreMateriali
3- 301.6 gSegnaposto
- 126.9 gSegnaposto
- 579.2 gSegnaposto
Strumenti richiesti
14- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
- Segnaposto
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