高濃度セリウム磁石

焼結NdFeBの応用分野の継続的な拡大と生産量の急速な増加に伴い、対応するレアアース資源も大量に開発されています。レアアース鉱石には様々なレアアース元素が共生していますが、NdFeBの製造工程では軽希土類のうち質量分率25%のプラセオジムPrとネオジムNd元素が主に使用されます。このように、軽レアアースの割合は、セリウムCe49％、ランタンLa23％といった安価なレアアースの利用率は非常に低い。

近年、プラセオジムやネオジムなどのレアアース材料の市場価格が大きく変動しており、原料コストの面で生産会社に多大な迷惑と制約を与えています。 NdFeB焼結体の誕生以来、Ndの代替元素の探索が始まりました。 Ceは、希土類元素の中で最も多く存在する金属元素です。価格は Pr や Nd の 10 分の 1 以下であり、Ce2Fe14B のさまざまな特性は、La2Fe14B よりも異方性磁界と相安定性が高くなります。 Ce の高埋蔵量と低コストという利点により、業界研究では当然ながら Ce が Pr-Nd に取って代わる注目のスポットとなっています。

室温 (22 度) における RE Fe14B 化合物の固有の特性は次のとおりです。

上の写真は、さまざまな希土類元素の RE2Fe14B 化合物の固有特性 (22 度) を示しています。 Ce2Fe14B の飽和分極強度、結晶磁気異方性磁場、キュリー温度は Pr2Fe14B や Nd2Fe14B よりも低いことがわかります。導入により磁石性能の低下や耐熱温度の低下が避けられません。セリウム元素の活性はプラセオジムやネオジムよりも高いため、製造プロセス中の酸化防止の要件はより高くなります。セリウム含有磁石は粒界相に常磁性 CeFe2 相を容易に形成します。 CeFe2 相の出現は、一方で主相の体積分率を減少させます。一方で、この相は融点が高く、流動性と濡れ性が低いため、CeFe2 相の均一な分布には役立ちません。レアアースが豊富な相。これらすべてにより、高性能セリウム磁石を準備することがさらに困難になります。
セリウム磁石の工業化の初期段階では、保磁力が 10kOe 未満の N35-N42 磁石、さらにはローエンドの N25-N30 磁石が主に製造されていました。また、セリウム磁石は磁性鋼スクラップの加工と組み合わせて使用​​されることも多く、かつてはセリウム磁石が低品位磁性鋼の代表格となっていました。生産設備の更新を繰り返し、低酸素技術、結晶粒微細化、二元合金技術などの先進技術の推進と応用を図るとともに、セリウムの性能に影響を与えるメカニズムについての生産理解と研究開発担当者の理解を深めます。磁石に関しては、より科学的なセリウム磁石が開発されています。磁石の配合システムと製造プロセス、さまざまなタイプの高磁気エネルギー製品セリウム磁石が市場に導入されています。粒界拡散技術と組み合わせることで、SH、SHT、UH、さらにはEHの高温耐性製品も製造可能です。

焼結NdFeB永久磁石の応用は、そのメカニズムに応じて次の方向に分類できます。
鉄、コバルト、ニッケルなどの材料に対する磁性鋼の引力を利用して、主に磁気チャック、磁気選別機、下水処理機、スマートウェアラブル、荷物のバックル、ドアのバックル、教育玩具などが含まれます。
ファラデーの電磁誘導の法則とローレンツ力の原理を利用します。磁性鋼は、新エネルギー同期モーター、電動自転車ハブモーター、牽引機械、サーボモーター、空調用コンプレッサー、直接駆動および半直接駆動風力タービンなどを含む永久磁石モーターおよび永久磁石発電機の磁源として使用されます。 ;
コイルの磁場はコイル電流を変更することで調整され、磁石によって生成される磁場と相互作用して、オーディオ ホーン、スピーカー、受信機の VCM モーターなどの振動を生成します。
核磁気共鳴やホール効果などの磁気物理原理を利用した、核磁気共鳴装置や各種センサーなど。

上図のようにセリウム磁石の使用シーンは多様化しています。大規模生産の初期段階では、磁性鋼は主に N25-N42 などの低級グレードであり、永久磁石材料の需要における高性能磁石とフェライトの間の性能ギャップを埋めていました。用途は、磁気吸着おもちゃのマグネット、ドアのバックル、荷物のバックル、磁気選別器などの分野に集中しています。

N45H、N48M、N52などの高性能製品をカバーするセリウム含有磁石グレードにより、製品の用途は電気音響、モバイルスマート端末、風力、核磁気共鳴の分野まで拡大しています。特に38M-38Hグレードは電動自転車のハブモーターの分野で広く使用されています。
粒界拡散技術を組み合わせた高保磁力製品は、鉱山機械、産業用モーター、巻上機、空調用コンプレッサーなどの分野で使用可能です。