Cilindri in SmCo, calamite e magneti a forma di cilindri SmCo

Cilindri in SmCo / calamite e magneti a forma di cilindri in SmCo

Samario cobalto è un tipo di magnete di terre rare, che ha la capacità di resistere e di funzionare a temperature elevate, ma non sono così potenti come super-potenti magneti al neodimio. A causa della loro alta temperatura di funzionamento massima sono comunemente utilizzati in applicazioni quali motori e motori elettrici, macchine e sensori turbo.

Magneti permanenti

I materiali con proprietà ferromagnetiche sono la base principale per la produzione di magneti permanenti. Si tratta di sostanze che a causa della meccanica quantistica possiedono elettroni spaiati con spin parallelo nei loro atomi e possono quindi formare un proprio campo magnetico. Grazie all'azione di un campo magnetico esterno i distretti con lo stesso spin di elettroni si vanno ad allineare e creano un campo magnetico permanente. Tali materiali includono il ferro, il cobalto, il nichel, e alcuni lantanoidi come samario cobalto, alnico, neodimio o ferrite.

Le proprietà delle leghe del samario e cobalto

Vi sono due tipi di leghe che possono raggiungere un altissima densità di energia magnetica di 130-200 kJ/m3 per la lega SmCo5 e di 160-260 kJ/m3 per Sm2Co17. Il prodotto energito è quindi molto elevato. Inoltre, il loro campo è estremamente stabile e resistente alle influenze esterne. Le leghe di cobalto-samario sono difficili da smagnetizzare. La temperatura di Curie è di 450 gradi Celsius. Sopra questa temperatura, la magnetizzazione scompare. Il magnete può essere facilmente utilizzato ad una temperatura di circa 350 gradi senza perdite di campo magnetico. Il coefficiente di temperatura della densità di flusso residua è molto bassa ed è compresa tra 0.03 0.04% per grado centigrado. Ciò significa che il campo magnetico, con un aumento di temperatura, diminuisce solo leggermente. Inoltre, la forza coercitiva è estremamente elevata e supera alcuni altri magneti permanenti. Leghe di samario-cobalto hanno il vantaggio di essere altamente resistenti alla corrosione. Tuttavia, vengono attaccati da acidi inorganici e alcalini.

Produzione dei magneti samario cobalto

Il samario e il cobalto vengono fusi in atmosfera di gas inerte di argon e versato in forma di lingotti, perché reagirebbero all’ossigeno presente nell’aria. Varie aggiunte di altri materiali vanno a migliorare le proprietà termiche. Durante la solidificazione del fuso vengono a formarsi delle strutture cristalline che impediscono la stabilizzazione del campo magnetico. La lega ottenuta è facilmente smagnetizzabile e non è adatta come materiale magnetico. Pertanto, è necessaria ulteriore lavorazione. I lingotti ottenuti vengono polverizzati sotto un gas inerte e sottoposti a temperature di 1150-1250°C per il processo di sinterizzazione. Le singole particelle di polvere vengono così “cotte” insieme. Durante questo processo deve essere effettuata in parallelo la vera e propria magnetizzazione. Dopo questo processo non è più possibile lavorare i magneti. Il materiale potrebbe scheggiarsi e eventualmente infiammarsi.

L'uso di magneti permanenti

I magneti permanenti, compresi quelli in samario e cobalto, hanno molti usi nella vita quotidiana, per esempio: nei sistemi di chiusura, sui frigoriferi, per il fissaggio di oggetti e molto altro ancora. Tuttavia, una particolare importanza ce l’hanno nella conversione e nella produzione di energia.
Nei generatori ad esempio il rotore è composto da tanti magneti che generano elettricità. Inoltre i magneti permanenti possono essere utilizzati anche in motori elettrici per la conversione di energia elettrica in energia meccanica.

I principali campi di applicazione di SmCo

Le calamite in samario-cobalto sono utilizzati in applicazioni per le quali sono necessari campi magnetici molto forti in condizioni estreme (temperature da -40 a 350 gradi di temperatura) gamma.
Le aree di applicazione principali includono:

• Generatori
• Motori
• Sensori
• Diversi indicatori

Samario-Cobalto - Magneti in Samario-Cobalto (SmCo) sinterizzato

Caratteristiche principali

• magneti composti da leghe di terre rare (Samario, Cobalto, Ferro e tracce di altri metalli)
• resistenza alla corrosione, all’ossidazione e alla smagnetizzazione
• elevata resistenza alle alte temperature (fino a 350°C)
• lavorabili solo con utensili diamantati
• forme possibili: cilindri, blocchi, segmenti

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