Imanes de Samario Cobalto (SmCo): Funciones, Características, Producción y Aplicaciones
Los imanes de cobalto de samario (SmCo) son tierras raras. Los principales tipos producidos tienen la composición química SmCo5 y Sm2Ko17... Son muy populares y son el segundo imán más fuerte, menos fuerte que los imanes de neodimio, pero también tienen temperaturas de funcionamiento más altas y una fuerza coercitiva más alta. Estos imanes son muy buenos para resistir la corrosión, pero son frágiles y propensos a agrietarse y agrietarse.
Se fabrican como imanes de neodimio presionando un campo magnético y luego sinterizándolos.
Representan el segundo grupo con mayor energía interna después de los imanes de neodimio (NdFeB). Debido a que son altamente resistentes a la corrosión y no requieren tratamiento superficial, estos imanes son los mejores imanes de neodimio para trabajar a altas temperaturas y en condiciones adversas.
Además, a diferencia de los imanes de neodimio (Nd), los imanes de SmCo utilizan materiales más ampliamente disponibles que son intrínsecamente estables a temperaturas muy por encima del punto de Curie.Esto hace que los precios de SmCo sean más estables y menos susceptibles a los cambios del mercado.
Su desventaja es el precio más alto. Otras desventajas son la alta fragilidad, la baja resistencia a la tracción y una tendencia particularmente alta a partirse.
Los imanes de samario-cobalto son extremadamente resistentes a los campos de desmagnetización externos debido a su alta energía máxima Hcmax... Esta característica hace que los imanes de samario-cobalto sean especialmente adecuados para aplicaciones electromecánicas.
Estos imanes se pueden utilizar a temperaturas significativamente más altas que los imanes de neodimio, la temperatura máxima de funcionamiento de los imanes SmCo es de 250 a 300 °C. Su coeficiente de temperatura es del 0,04 % a 1 °C.
Otro factor que afecta la resistencia de un imán es su forma y la posible presencia de un circuito magnético externo. Los imanes delgados (típicamente en forma de barra) se desmagnetizan más fácilmente que los imanes gruesos.
Los imanes de cobalto de samario SmCo fueron desarrollados por Albert Gale y Dilip K. Das y su equipo en Raytheon Corporation en 1970.
Para producir imanes de samario-cobalto, las materias primas se funden en un horno de inducción lleno de argón. La mezcla se vierte en un molde y se enfría con agua hasta formar un lingote. Se tritura el lingote y se trituran las partículas para reducir su tamaño. El polvo resultante se comprime en un campo magnético en una matriz de la forma deseada para la orientación deseada del campo magnético.
La sinterización tiene lugar a una temperatura de 1100–1250 °C, luego el tratamiento de solución a 1100–1200 °C. Finalmente, se libera a una temperatura de aproximadamente 700–900 °C. Luego se conecta a tierra y se magnetiza aún más para aumentar la fuerza magnética. fortaleza. El producto terminado se prueba, verifica y prepara para su envío a los clientes.
Por lo tanto, el proceso de producción de SmCo es similar a la producción de imanes de neodimio: prensado en un campo magnético y posterior sinterización.
El material magnético de samario-cobalto es muy frágil, lo que dificulta el uso de máquinas cortadoras de metales en su producción. La fragilidad asociada con el grano (estructura cristalina) del polvo metálico impide el uso de herramientas de carburo.
La mayoría de los materiales magnéticos se mecanizan en un estado no magnético y el imán mecanizado se magnetiza hasta la saturación. Estos imanes utilizan herramientas de diamante y un refrigerante a base de agua para perforar agujeros.
Los desechos de molienda no deben estar completamente secos, ya que el samario-cobalto tiene un punto de inflamación bajo, solo 150-180 ° C. Una pequeña chispa, por ejemplo, causada por electricidad estática, puede encender fácilmente el material. La llama resultante se vuelve muy caliente y difícil de controlar.
Montaje magnético de precisión
Los imanes de samario-cobalto son extremadamente fuertes y requieren un gran campo magnético. La naturaleza anisotrópica de los imanes de cobalto y samario sinterizados da como resultado una sola dirección de magnetización. Debe mantenerse durante la magnetización cuando el imán se coloca en el montaje final.
La dirección de magnetización se mide con un indicador que determina un polo magnético específico para una máquina o equipo determinado durante la producción.
Los imanes de samario-cobalto se utilizan ampliamente en las industrias automotriz, aeroespacial, de defensa e industrial en una variedad de equipos, aparatos e instrumentos como motores eléctricos, generadores eléctricos, acoplamientos electromagnéticos, micrófonos, altavoces, dispositivos de pulverización de revestimiento al vacío, sensores Hall, aceleradores partículas y muchos otros dispositivos.