آهنرباهای نئودیمیوم (ND)
یکی از مهمترین و پر مصرف ترین عناصر گروه لانتانیدها یا به عبارتی عناصر خاکی کمیاب تحت عنوان نیودیمیوم شناخته می شود . این عنصر بزرگترین تشکیل دهنده ی نوع جدیدی از آهنربا ها با مقاوت بالا میباشد . خصوصیت بارز آن افزایش قدرت و حجم کم آن میباشد که باعث میشود در موتور های الکتریکی ضروری به ویژه برای موتورهای نسل جدید هیبریدی و الکتریکی ، کوچک سازی هارد دیسک و همچین ساخت توربین های بادی و بسیاری دیگر از بخش های صنعتی و تولیدی ، استفاده گردد .
سوپر مگنت ها :
تقاضای تجاری برای این عنصر ( نیودیمیوم ) در طی سال های اخیر به صورت چشمگیری افزایش یافته است . نیاز روز افزون به این عنصر به دلیل کشف مغناطیس فوق العاده قوی آن است که در سال 1982 میلادی آلیاژی از آن در شرکت جنرال موتور با ترکیب نیودیمیوم و آهن و بور بدست آمد ( Nd2Fe14B ) . این اقدام راه جدیدی را برای جایگزین کردن این آهنربا به جای نوع گران قیمت ساماریوم و کبالت به روی علم تکنولوژی گشود .
آهنربای نیودیمیوم که به اختصار ND نامیده میشود دارای مقاومت مغناطیسی بسار بالاتری نسبت به دیگر آهنربا ها است که در عمل آن را به یک آهنربای دایمی با طیف وسیعی از کاربرد های گوناگون تبدیل کرده است . سایز کوچک و در عین حال قدرت بالای آن خصوصیتی است که استفاده از این نوع آهنربا را در کارهای حساس با عملکردی مناسب مقدر کرده است.
ویژگیهای آهنربای ND :
با قاطعیت میتوان گفت امروزه آهنربای نیودیمیوم قویترین آهنربای دایمی در کل جهان میباشد . در واقع آنها از سایر آهنربا های خاکی کمیاب قویتر میباشند.
آهنربای نیودیمیوم مقاومت بسیار بالایی به مغناطیس زدایی دارد که باعث میشود در صنعتهای بزرگ پرکاربرد باشد .
یک آهنربای نئودیمیوم کوچک به اندازه یک آهنربای بزرگ غیر نیودیمیوم انرژی دارد.
کارکرد آنها در دمای محیط بسیار مناسب است.
یکی از ویژگیهای عمده ی آنها قیمت مناسب نسبت به قدرت آنها در قیاس با سایر آهنربا ها است .
راستای مغناطیس کردن آهن رباهای نیودیمیوم
بیشتر مگنت های تجاری ناهمسانگرد هستند. یعنی قابلیت مگنت شدن آسان در جهت و راستای دلخواه را دارا میباشند. اما این راستای میدان در خلال عملیات پرس کاری مگنت مشخص میشود.
در عمل مگنت را نمیتوان در جهت دیگری به جز جهت گیری های حوزه های مغناطیسی، تبدیل به آهنربا کرد. با این حال آرایش فضایی قطب های مگنت را میتوان در بعضی موارد بدون در نظر گرفتن جهت گیری دانه های مواد آلیاژ، به شکل های زیر در آورد.
در شکل های زیر راستاهای رایج و امکان پذیر برای مگنت شدن آهنرباهای نیودیمیوم آورده شده است.
حالت دیسکی:
حالت بلوکی:
در این حالت 3 راستای مگنت شدن در 3 بعد مکعب مستطیل امکان پذیر است.
حالت رینگی:
حالت شعاعی:
در این حالت، محدودیت های زیادی برای مغناطیسه شدن وجود دارد. در مورد انتخاب گرید، نسبت قطر خارج به داخل، ضخامت(محدود کنندهی موثری است) و سایر موارد، محدودیت هایی وجود دارد. همچنین برای تولید بعضی از سایزها نیاز به تولید قطعات خاص جهت تولید می باشد.
حالت تقریبی نزدیک به شعاعی:
در پاره ای از مواقع به علت هزینه ی بالا و دشواری فرآیند تولید و محدودیت های دیگر، میتوان راستای شعاعی مگنت را با تعدادی از مگنت های کمانی شکل شعاعی تقریب بزنیم.
حالت کمانی:
در مورد شکل کمانی دو نوع محوری و شعاعی وجود دارد.
نوع دیگر که حالت شعاعی است، دارای دو راستای مگنت شدن است. با این حال دستیابی به یک مگنت کمانی شکل در عین حال دارای راستای مغناطیسه شدهی شعاعی، اندکی دشوار اsت و حالت ایده آل را میسر نمیسازد. در بعضی موارد خاص یک مگنت تقریبی کمانی شکل پیشنهاد میشود که شباهت و عملکرد نزدیکی به حالت معمول دارد. در این حالت مگنت دارای میدان مستقیمی است که در لبه ها نیز خاصیت شعاعی بودن میدان دچار نقصان شده است.
حالت جنبی:
این نوع از راستای مغناطیسه شدن هم برای مگنت نیودیموم و ساماریوم کبالت به صورت ایده آل غیر قابل دسترسی است که باز هم میتوان آن را با نوع دیگری تقریب زد. این نوع نیاز به طراحی های خاص خود دارد. در شکل زیر حالت تقریبی این نوع راستا آورده شده است که جهت خطوط میدان به جای طی کردن حالت کمانی و جنبی به صورت مستقیم می باشند.
