Magneti in alnico sinterizzato sono composti principalmente da ferro, alluminio, nichel, cobalto e altri elementi e sono preparati mediante la tecnologia della metallurgia delle polveri. Questo tipo di magnete ha un'elevata magnetizzazione di saturazione, una buona stabilità alla temperatura e resistenza alla corrosione, nonché un'elevata rimanenza e coercività, che gli consentono di mantenere buone proprietà magnetiche in una varietà di ambienti estremi. Tuttavia, la microstruttura interna dei magneti appena sinterizzati spesso contiene difetti, come pori, inclusioni e grani distribuiti in modo non uniforme. Questi difetti influenzeranno direttamente le proprietà magnetiche e meccaniche del magnete.
Il trattamento termico, in quanto tecnologia importante nel processo di preparazione dei materiali magnetici, può ottimizzare in modo significativo la microstruttura dei magneti controllando accuratamente i processi di riscaldamento, mantenimento e raffreddamento, riducendo così i difetti interni, migliorando l'orientamento dei grani e quindi le proprietà magnetiche.
Ridurre i difetti interni:
Durante il processo di sinterizzazione, all'interno del magnete possono formarsi difetti come pori e inclusioni a causa del legame metallurgico tra le particelle di polvere. Questi difetti non solo riducono la densità del magnete, ma influenzano anche la disposizione dei domini magnetici, con conseguente diminuzione delle prestazioni magnetiche. Il trattamento termico può ridurre efficacemente questi difetti e migliorare la densità e l'uniformità dei magneti attraverso la diffusione e la riorganizzazione della sostanza ad alte temperature.
Migliorare l'orientamento dei grani:
L'orientamento dei grani ha un'influenza importante sulle proprietà magnetiche del magnete. L'orientamento ideale dei grani consente di allineare più domini magnetici nella stessa direzione, aumentando così il prodotto di energia magnetica e la forza coercitiva del magnete. Regolando la temperatura e il tempo, il trattamento termico può favorire la crescita preferenziale dei grani di cristallo e rendere più coerente l'orientamento dei grani di cristallo, migliorando così le proprietà magnetiche complessive del magnete.
Ottimizza la struttura dei bordi del grano:
I confini dei grani sono le aree di transizione tra i diversi grani in un magnete. La loro struttura e proprietà hanno un impatto importante sulle proprietà magnetiche e meccaniche del magnete. Il trattamento termico può modificare la composizione e la struttura dei bordi dei grani, ridurre i difetti e le sollecitazioni ai bordi dei grani, migliorando così le proprietà magnetiche e la stabilità del magnete.
Per ottimizzare le prestazioni dei magneti Alnico sinterizzati attraverso il trattamento termico, è necessario controllare con precisione i seguenti fattori chiave:
Temperatura di riscaldamento:
La scelta della temperatura di riscaldamento è fondamentale. Una temperatura troppo elevata può causare cambiamenti nella struttura interna del magnete, come una crescita anomala dei grani, riducendo così le prestazioni magnetiche; mentre una temperatura troppo bassa potrebbe non essere in grado di eliminare completamente i difetti interni e ottimizzare l'orientamento del grano. Pertanto, è necessario selezionare la temperatura di riscaldamento appropriata in base alla composizione specifica e alle prestazioni previste del magnete.
Mantenere il tempo:
La durata del tempo di conservazione del calore influisce direttamente sull'effetto del trattamento termico. Se il tempo di trattenimento è troppo breve, la diffusione e il riarrangiamento delle sostanze potrebbero non essere completamente realizzati; se il tempo di mantenimento è troppo lungo, potrebbe portare ad una crescita eccessiva dei grani e al degrado delle proprietà magnetiche. Pertanto, il tempo di tenuta deve essere ragionevolmente determinato in base alla temperatura di riscaldamento e alle condizioni specifiche del magnete.
Velocità di raffreddamento:
La velocità di raffreddamento ha un impatto significativo sulle prestazioni finali del magnete. Il raffreddamento rapido può fissare la struttura organizzativa alle alte temperature e ottenere maggiore durezza e resistenza; mentre il raffreddamento lento aiuta a ridurre lo stress interno e a migliorare la tenacità. Per i magneti Alnico sinterizzati, viene solitamente utilizzata una velocità di raffreddamento adeguata per bilanciare le esigenze delle proprietà magnetiche e meccaniche.
Dopo un processo di trattamento termico attentamente progettato, le proprietà magnetiche dei magneti in alnico sinterizzato saranno notevolmente migliorate:
Prodotto di energia magnetica migliorato: il prodotto di energia magnetica è un indicatore importante della capacità di un magnete di immagazzinare energia magnetica. Il trattamento termico migliora l'orientamento dei grani cristallini e l'efficienza della disposizione dei domini magnetici ottimizzando la microstruttura del magnete, migliorando così in modo significativo il prodotto energetico magnetico del magnete. Ciò rende i magneti Alnico sinterizzati eccellenti in applicazioni che richiedono un'elevata densità di energia, come motori a magneti permanenti per veicoli elettrici, rotori per turbine eoliche, ecc.
Coercività migliorata: la coercività è un indicatore importante della capacità di un magnete di resistere alle interferenze dei campi magnetici esterni. Il trattamento termico migliora la resistenza del magnete alla degradazione magnetica riducendo i difetti interni e ottimizzando la struttura dei bordi del grano, aumentando così in modo significativo la forza coercitiva. Ciò offre ai magneti Alnico sinterizzati vantaggi significativi nelle applicazioni che richiedono elevata stabilità e immunità alle interferenze, come sensori ad alta precisione, supporti di registrazione magnetica, ecc.
