సమారియం కోబాల్ట్ అయస్కాంతాలను పదేళ్లకు పైగా ఉపయోగించవచ్చా——అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద సమారియం కోబాల్ట్ యొక్క దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం

అయస్కాంతాల యొక్క దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం ప్రతి వినియోగదారు యొక్క ఆందోళన. సమారియం కోబాల్ట్ (SmCo) అయస్కాంతాల యొక్క స్థిరత్వం వాటి కఠినమైన అనువర్తన వాతావరణానికి చాలా ముఖ్యమైనది. 2000లో, చెన్^[1]మరియు లియు^[2]మరియు ఇతరులు., అధిక-ఉష్ణోగ్రత SmCo యొక్క కూర్పు మరియు నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేశారు మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత-నిరోధక సమారియం-కోబాల్ట్ అయస్కాంతాలను అభివృద్ధి చేశారు. గరిష్ట ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత (T_{గరిష్టంగా}) SmCo అయస్కాంతాలను 350°C నుండి 550°Cకి పెంచారు. ఆ తర్వాత, చెన్ మరియు ఇతరులు. SmCo అయస్కాంతాలపై నికెల్, అల్యూమినియం మరియు ఇతర పూతలను జమ చేయడం ద్వారా SmCo యొక్క ఆక్సీకరణ నిరోధకతను మెరుగుపరిచింది.

2014లో, "మాగ్నెట్‌పవర్" వ్యవస్థాపకుడు డా. మావో షౌడాంగ్, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద SmCo యొక్క స్థిరత్వాన్ని క్రమపద్ధతిలో అధ్యయనం చేశారు మరియు ఫలితాలు JAPలో ప్రచురించబడ్డాయి.^[3]. సాధారణ ఫలితాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

1. ఎప్పుడుSmCoఅధిక-ఉష్ణోగ్రత స్థితిలో (500 ° C, గాలి), ఉపరితలంపై క్షీణత పొరను ఏర్పరచడం సులభం. క్షీణత పొర ప్రధానంగా బాహ్య స్థాయి (సమారియం క్షీణించింది) మరియు అంతర్గత పొర (చాలా ఆక్సైడ్లు) కలిగి ఉంటుంది. SmCo అయస్కాంతాల యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం పూర్తిగా క్షీణత పొరలో నాశనం చేయబడింది. మూర్తి 1 మరియు మూర్తి 2 లో చూపిన విధంగా.

Fig.1. Sm యొక్క ఆప్టికల్ మైక్రోగ్రాఫ్‌లు₂Co₁₇అయస్కాంతాలు వేర్వేరు సమయాల్లో 500 °C వద్ద గాలిలో ఐసోథర్మల్ చికిత్స పొందుతాయి. (a) సమాంతరంగా మరియు (b) c-అక్షానికి లంబంగా ఉండే ఉపరితలాల క్రింద ఉన్న క్షీణత పొరలు.

Fig.2. BSE మైక్రోగ్రాఫ్ మరియు EDS మూలకాలు Sm అంతటా లైన్-స్కాన్₂Co₁₇అయస్కాంతాలు 500 °C వద్ద 192 గం వరకు గాలిలో ఐసోథర్మల్ చికిత్స పొందుతాయి.

2. డిగ్రేడేషన్ లేయర్ యొక్క ప్రధాన నిర్మాణం చిత్రం 3లో చూపిన విధంగా SmCo యొక్క అయస్కాంత లక్షణాలను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. క్షీణత పొరలు ప్రధానంగా Co(Fe) ఘన ద్రావణం, CoFe2O4, Sm2O3 మరియు ZrOx అంతర్గత పొరలలో మరియు Fe3O4, బాహ్య ప్రమాణాలలో CoFe2O4, మరియు CuO. Co(Fe), CoFe2O4, మరియు Fe3O4 కేంద్ర ప్రభావితం కాని Sm2Co17 అయస్కాంతాల యొక్క హార్డ్ అయస్కాంత దశతో పోలిస్తే మృదువైన అయస్కాంత దశలుగా పనిచేశాయి. క్షీణత ప్రవర్తనను నియంత్రించాలి.

Fig. 3. Sm యొక్క అయస్కాంతీకరణ వక్రతలు₂Co₁₇అయస్కాంతాలు వేర్వేరు సమయాల్లో 500 °C వద్ద గాలిలో ఐసోథర్మల్ చికిత్స పొందుతాయి. అయస్కాంతీకరణ వక్రరేఖల పరీక్ష ఉష్ణోగ్రత 298 K. బాహ్య క్షేత్రం H Sm యొక్క c-యాక్సిస్ అమరికకు సమాంతరంగా ఉంటుంది₂Co₁₇అయస్కాంతాలు.

3. అసలు ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ పూతలను భర్తీ చేయడానికి అధిక ఆక్సీకరణ నిరోధకత కలిగిన పూతలను SmCoలో నిక్షిప్తం చేసినట్లయితే, SmCo యొక్క క్షీణత ప్రక్రియ మరింత గణనీయంగా నిరోధించబడుతుంది మరియు SmCo యొక్క స్థిరత్వాన్ని మూర్తి 4లో చూపిన విధంగా మెరుగుపరచవచ్చు.లేదా పూతSmCo యొక్క బరువు పెరుగుదల మరియు అయస్కాంత లక్షణాల నష్టాన్ని గణనీయంగా నిరోధిస్తుంది.

Fig.4 Sm పై ఆక్సీకరణ నిరోధకత లేదా పూత యొక్క నిర్మాణం₂Co₁₇అయస్కాంతం.

"మాగ్నెట్‌పవర్" అప్పటి నుండి అధిక-ఉష్ణోగ్రత వద్ద దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం (~4000 గంటలు) యొక్క ప్రయోగాలను నిర్వహించింది, ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద భవిష్యత్ ఉపయోగం కోసం SmCo అయస్కాంతాల యొక్క స్థిరత్వ సూచనను అందిస్తుంది.

2021లో, గరిష్ట ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత అవసరాల ఆధారంగా, "మాగ్నెట్‌పవర్" 350°C నుండి 550°C వరకు గ్రేడ్‌ల శ్రేణిని అభివృద్ధి చేసింది.T సిరీస్) ఈ గ్రేడ్‌లు అధిక-ఉష్ణోగ్రత SmCo అప్లికేషన్ కోసం తగిన ఎంపికలను అందించగలవు మరియు అయస్కాంత లక్షణాలు మరింత ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి. మూర్తి 5లో చూపిన విధంగా. వివరాల కోసం దయచేసి వెబ్ పేజీని చూడండి:https://www.magnetpower-tech.com/t-series-sm2co17-smco-magnet-supplier-product/

Fig.5 "మాగ్నెట్‌పవర్" యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రత SmCo అయస్కాంతాలు (T సిరీస్)

ముగింపులు

1. అత్యంత స్థిరమైన అరుదైన భూమి శాశ్వత అయస్కాంతాలుగా, SmCo అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద (≥350°C) తక్కువ వ్యవధిలో ఉపయోగించబడుతుంది. అధిక ఉష్ణోగ్రత SmCo (T సిరీస్) 550 ° C వద్ద కోలుకోలేని డీమాగ్నెటైజేషన్ లేకుండా వర్తించబడుతుంది.

2. అయినప్పటికీ, SmCo అయస్కాంతాలను అధిక ఉష్ణోగ్రత (≥350°C) వద్ద ఎక్కువ కాలం ఉపయోగించినట్లయితే, ఉపరితలం క్షీణత పొరను ఉత్పత్తి చేసే అవకాశం ఉంది. యాంటీ-ఆక్సిడేషన్ పూత యొక్క ఉపయోగం అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద SmCo యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

సూచన

[1] CHChen, IEEE ట్రాన్సాక్షన్స్ ఆన్ మాగ్నెటిక్స్, 36, 3291-3293, (2000);

[2] JF లియు, జర్నల్ ఆఫ్ అప్లైడ్ ఫిజిక్స్, 85, 2800-2804, (1999);

[3] షౌడాంగ్ మావో, జర్నల్ ఆఫ్ అప్లైడ్ ఫిజిక్స్, 115, 043912,1-6 (2014)