O imã de Samário Cobalto tipo 1:5 e 2:17 são considerados como a primeira e a segunda geração de ímãs permanentes de terras raras. O ímã de Neodímio dominaram o mercado desde sua criação, portanto, o ímã de Samário Cobalto está seriamente marginalizado como resultado de propriedades magnéticas relativamente menores, tecnologias complexas de processamento e custos. Mas, na realidade, o ímã de Samário Cobalto continua a desempenhar um papel insubstituível em aplicações de alta temperatura que não são possíveis para o ímã de Neodímio. A pesquisa de ímãs de Samário Cobalto de alto desempenho nunca cessou, então o complexo tratamento de aquecimento multiestágio e o controle de microestrutura melhoraram efetivamente o desempenho magnético a um nível extremo. Para atender à nova aplicação aeroespacial, o Departamento de Defesa dos EUA pediu para atualizar a temperatura máxima de trabalho dos ímãs de Samário Cobalto para os 500 graus Celsius a partir de 300 graus Celsius em 1997. Enquanto isso, algumas aplicações high-end, como o tubo de onda itinerante e o dispositivo interno também exigiram um coeficiente de temperatura reversível dos ímãs de samário cobalto, que tinham que ter um valor absoluto suficientemente pequeno. Portanto, os ímãs baseados em TbCu7tipo Sm2Co7surgiram e ganharam grande interesse.
Os valores máximos (BH)dos ímãs SmCo5 regulares estão entre 14 e 24MGOe. SmCo5 é feito apenas de samário e cobalto e exibe melhor resistência à corrosão e usinabilidade. Os valores máximos (BH)dos ímãs convencionais Sm2Co17 estão entre 22 e 32MGOe, que muito superiores à antiga série SmCo5 . Além de dois elementos básicos samário e cobalto, grau diferente de Sm2Co17 varia no conteúdo de Ferro (Fe), Cobre (Cu), Zircônio (Zr).
Categorias de forma do ímã de samário cobalto
Anel de SmCo
Bloco de SmCo
Disco de SmCo
Segmento de SmCo
Processo de fabricação do ímã de samário cobalto
Os ímãs de Samário Cobalto são preparados derretendo as matérias-primas sob vácuo ou gás inerte em uma atmosfera de gás inerte em um forno de fusão por indução e processados na máquina de fundição, e resfriados para formar tira de liga. Todas as ligas são esmagadas e pulverizadas para formar um pó fino com um tamanho médio de partículas de 3 mícrons. O pó é posteriormente compactado em um campo de alinhamento. A adensificação e o ajuste das propriedades magnéticas são realizados através de processos de sinterização, solução e envelhecimento. Os espaços em branco são então usinados para as formas específicas e magnetizados.
Propriedades magnéticas do ímã de samário cobalto
Os graus dos ímãs de Samário Cobalto são tipicamente especificados pela composição de liga + número + letra. Os ímãs Samarium Cobalt podem ser divididos em SmCo5 (RECo5) e Sm2Co17 (RE2Co17) baseados na composição da liga. Este último número representa que o produto de energia máxima do ímã na unidade CGS “Mega-Gauss Oersted” (MGOe). Não há uma ou duas letras rotuladas no final que determine a coercividade intrínseca dos ímãs de Samário Cobalto sinterizado.
| Material | Grau | Remanência
Br |
Coercividade
Hcb |
Coercividade intrínseca
Hcj |
Produtos de energia máxima
(BH)max |
Temperatura de Curie
Tc |
Temperatura máxima de trabalho
Tw |
Coeficiente de temperatura de Br | Coeficiente de temperatura de Hcj | ||||
| T | kGs | kA/m | kOe | kA/m | kOe | kJ/m3 | MGOe | ℃ | ℃ | %/℃ | %/℃ | ||
| SmCo5 | RECo5-16S | 0.79-0.84 | 7.9-8.4 | 620-660 | 7.8-8.3 | ≥1830 | ≥23.0 | 118-135 | 15-17 | 750 | 250 | -0.035 | -0.28 |
| RECo5–18S | 0.84-0.89 | 8.4-8.9 | 660-700 | 8.3-8.8 | ≥1830 | ≥23.0 | 135-151 | 17-19 | 750 | 250 | -0.040 | -0.28 | |
| RECo5–20S | 0.89-0.93 | 8.9-9.3 | 684-732 | 8.6-9.2 | ≥1830 | ≥23.0 | 150-167 | 19-21 | 750 | 250 | -0.045 | -0.28 | |
| RECo5–22S | 0.92-0.96 | 9.2-9.6 | 710-756 | 8.9-9.5 | ≥1830 | ≥23.0 | 167-183 | 21-23 | 750 | 250 | -0.045 | -0.28 | |
| RECo5–24S | 0.96-1.00 | 9.6-10.0 | 740-788 | 9.3-9.9 | ≥1830 | ≥23.0 | 183-199 | 23-25 | 750 | 250 | -0.045 | -0.28 | |
| LTC(RECo5-10) | 0.62-0.66 | 6.2-6.6 | 485-517 | 6.1-6.5 | ≥1830 | ≥23.0 | 75-88 | 9.5-11.0 | 750 | 300 |
20-100℃: +0.0156 100-200℃: +0.0087 200-300℃: +0.0007 |
– | |
| Sm2Co17 | RE2Co17-24H | 0.95-1.02 | 9.5-10.2 | 692-764 | 8.7-9.6 | ≥1990 | ≥25.0 | 175-191 | 22-24 | 800 | 350 | -0.025 | -0.20 |
| RE2Co17-26H | 1.02-1.05 | 10.2-10.5 | 740-788 | 9.4-10.0 | ≥1990 | ≥25.0 | 191-207 | 24-26 | 800 | 350 | -0.030 | -0.20 | |
| RE2Co17-28H | 1.03-1.08 | 10.3-10.8 | 756-812 | 9.5-10.2 | ≥1990 | ≥25.0 | 207-220 | 26-28 | 800 | 350 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-30H | 1.08-1.10 | 10.8-11.0 | 788-835 | 9.9-10.5 | ≥1990 | ≥25.0 | 220-240 | 28-30 | 800 | 350 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-32H | 1.10-1.13 | 11.0-11.3 | 812-860 | 10.2-10.8 | ≥1990 | ≥25.0 | 230-255 | 29-32 | 800 | 350 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-22 | 0.93-0.97 | 9.3-9.7 | 676-740 | 8.5-9.3 | ≥1433 | ≥18.0 | 160-183 | 20-23 | 800 | 300 | -0.020 | -0.20 | |
| RE2Co17-24 | 0.95-1.02 | 9.5-10.2 | 692-764 | 8.7-9.6 | ≥1433 | ≥18.0 | 175-191 | 22-24 | 800 | 300 | -0.025 | -0.20 | |
| RE2Co17-26 | 1.02-1.05 | 10.2-10.5 | 748-796 | 9.4-10.0 | ≥1433 | ≥18.0 | 191-207 | 24-26 | 800 | 300 | -0.030 | -0.20 | |
| RE2Co17-28 | 1.03-1.08 | 10.3-10.8 | 756-812 | 9.5-10.2 | ≥1433 | ≥18.0 | 207-220 | 26-28 | 800 | 300 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-30 | 1.08-1.10 | 10.8-11.0 | 788-835 | 9.9-10.5 | ≥1433 | ≥18.0 | 220-240 | 28-30 | 800 | 300 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-32 |
1.10-1.13 | 11.0-11.3 | 812-860 | 10.2-10.8 | ≥1433 | ≥18.0 | 230-255 | 29-32 | 800 | 300 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-26M | 1.02-1.05 | 10.2-10.5 | 676-780 | 8.5-9.8 | 955-1433 | 12-18 | 191-207 | 24-26 | 800 | 300 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-28M | 1.03-1.08 | 10.3-10.8 | 676-796 | 8.5-10.0 | 955-1433 | 12-18 | 207-220 | 26-28 | 800 | 300 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-30M | 1.08-1.10 | 10.8-11.0 | 676-835 | 8.5-10.5 | 955-1433 | 12-18 | 220-240 | 28-30 | 800 | 300 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-32M | 1.10-1.13 | 11.0-11.3 | 676-852 | 8.5-10.7 | 955-1433 | 12-18 | 230-255 | 29-32 | 800 | 300 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-24L | 0.95-1.02 | 9.5-10.2 | 541-716 | 6.8-9.0 | 636-955 | 8-12 | 175-191 | 22-24 | 800 | 250 | -0.025 | -0.20 | |
| RE2Co17-26L |
1.02-1.05 | 10.2-10.5 | 541-748 | 6.8-9.4 | 636-955 | 8-12 | 191-207 | 24-26 | 800 | 250 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-28L |
1.03-1.08 | 10.3-10.8 | 541-764 | 6.8-9.6 | 636-955 | 8-12 | 207-220 | 26-28 | 800 | 250 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-30L | 1.08-1.15 | 10.8-11.5 | 541-796 | 6.8-10.0 | 636-955 | 8-12 | 220-240 | 28-30 | 800 | 250 | -0.035 | -0.20 | |
| RE2Co17-32L | 1.10-1.15 | 11.0-11.5 | 541-812 | 6.9-10.2 | 636-955 | 8-12 | 230-255 | 29-32 | 800 | 250 | -0.035 | -0.20 | |
| LTC(RE2Co17-16) | 0.81-0.85 | 8.1-8.5 | 605-669 | 7.6-8.4 | ≥1592 | ≥20 | 117-127 | 14-16 | 840 | 300 |
-50-20℃: +0.005 20-100℃: -0.008 100-200℃: -0.008 200-300℃: -0.011 |
– | |
| LTC(RE2Co17-18) | 0.85-0.90 | 8.5-9.0 | 629-708 | 7.9-8.9 | ≥1592 | ≥20 | 127-143 | 16-18 | 840 | 300 | |||
| LTC(RE2Co17-20) | 0.90-0.94 | 9.0-9.4 | 661-732 | 8.3-9.2 | ≥1592 | ≥20 | 143-159 | 18-20 | 840 | 300 | |||
| LTC(RE2Co17-22) | 0.94-0.97 | 9.4-9.7 | 685-740 | 8.6-9.3 | ≥1592 | ≥20 | 159-175 | 20-22 | 840 | 300 | |||
|
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Propriedades físicas do ímã de samário cobalto
A estabilidade de trabalho do ímã de Samário Cobalto está fortemente ligada às suas propriedades físicas, exceto propriedades magnéticas e resistência à corrosão. Os ímãs de Samário Cobalto não são adequados para ser parte da estrutura devido à fragilidade inerente. Além disso, os ímãs SmCo5 exibem melhor processabilidade em comparação com ímãs Sm2Co17.
| Parâmetro | Unidade | SmCo5 | Sm2Co17 |
| Densidade / ρ | g/cm3 | 8.1-8.5 | 8.3-8.5 |
| Dureza Vickers | HV | 450-500 | 500-600 |
| Esforço de compressão | MPa | 420-680 | 700-830 |
| Resistividade elétrica | Ω·cm | (5-6)x10-5 | (8-9)x10-5 |
| Coeficiente de expansão térmica | 10-6/K | C⊥: 13
C∥: 6 |
C⊥: 11
C∥: 8 |
Tendência de preço de matéria-prima do ímã de samário cobalto
Os ímãs de Samário Cobalto são compostos principalmente por Samário (Sm) e Cobalto (Co). Os ímãsdo tipo SmCo5e Sm2Co17normalmente contêm 23-28wt% e 33-37wt% de samário, respectivamente. A tendência de preços do samário tem se mantido extraordinariamente estável nos últimos anos e exerce um impacto muito limitado no preço dos ímãs de samário cobalto. O teor de cobalto nos ímãs do tipo SmCo5 e Sm2Co17 atingiu 63-67wt% e 48-52wt%, respectivamente. Ao contrário do ímã de alnico o ímã de Samário Cobalto adota o Cobalto primário como matéria-prima. Portanto, as flutuações do preço do Cobalto têm a influência mais visível na tendência de preço do ímã de samário cobalto.