에스엠페인 사마륨 철 질소 희토류 영구자석 재료
1990년 아일랜드의 코이 교수는 기체-고체상 반응을 사용하여 RE2Fe17Nx 간극 금속간 화합물을 합성했습니다. 연구를 통해 Sm2Fe17Nx 화합물이 우수한 고유 자기적 특성을 가지고 있음을 발견하여 에스엠페인 희토류 영구 자석 소재의 탄생을 알렸습니다. 사마륨 철 질소 영구 자석의 이론적 최대 자기 에너지 곱은 62 엠고이(Nd2Fe14B, 64 MGOe보다 약간 낮음)에 도달하고, 보자력과 퀴리 온도는 네오디뮴 철 붕소보다 훨씬 높아 모터와 같은 고온 환경에서 더 널리 사용됩니다.
사마륨 철 질소는 우수한 종합적 자기 특성 외에도 내식성 및 내산화성이 좋으며 사마륨 코발트에 비해 전략적 금속 원소를 포함하지 않습니다. 네오디뮴 철 붕소에 비해 프라세오디뮴, 네오디뮴, 디스프로슘 및 테르븀과 같은 값비싼 희토류 원소의 소비가 필요하지 않으며(비교적 사마륨 함량이 높고 가격이 낮음) 새로운 유형의 영구 자석 재료가 되는 조건을 충분히 충족합니다. 매력적인 전망으로 인해 사마륨 철 질소는 영구 자석 재료 연구 및 개발에서 가장 인기 있는 주제가 되었습니다. 코이 등이 Sm2Fe17Nx 희토류 영구 자석 재료를 발견한 이래로 전 세계적으로 Sm2Fe17Nx 영구 자석 재료에 대한 연구가 급속히 진행되었으며 당시 수백 개의 실험실이 이 분야에 투자했습니다. 그러나 일련의 후속 실험을 통해 이 영구 자석 재료가 산업화 경로에서 성공하지 못했고 뜨겁고 차가운 연구 상황이 나타났습니다.
최근 몇 년 동안 자동차 산업의 급속한 발전과 전자 제품의 소형화 및 경량화로 인해 사람들은 영구 자석에 대한 더 높은 환경 온도 및 자기 성능 요구 사항을 제시했습니다. 온도 안정성이 좋고 자기 특성이 뛰어난 영구 자석 재료인 Sm2Fe17Nx 희토류 영구 자석 재료는 다시 한 번 잠재적인 응용 가치에 대한 사람들의 관심을 끌었습니다. Sm2Fe17Nx 영구 자석 재료도 새로운 연구 개발 추세를 선도했습니다. 희토류의 광범위한 개발 및 사용으로 인해 가격이 상승했습니다. Nd의 가격 상승으로 인해 엔디-철-B 생산 비용이 증가한 반면 희토류 Sm은 비교적 잉여 상태입니다. 스몰-철-N을 개발하는 것은 비용을 절감하고 희토류 자원의 포괄적 활용을 강화하는 데 유익합니다. 따라서 스몰-철-N은 자기 특성과 생산 비용 측면에서 엔디-철-B를 대체하고 예상되는 4세대 희토류 영구 자석 재료가 될 가능성이 높습니다.
20년 이상의 연구와 탐구 끝에 스몰-철-N의 산업적 대량 생산 문제는 해결되지 않았습니다. 연구에 따르면 스몰-철-N은 873K 이상의 온도에서 SmN과 Fe로 분해되어 영구 자석 특성을 잃어 소결 자석에서의 적용이 크게 제한됩니다. 현재 스몰-철-N은 사출 성형 자석, 본드 자석 및 고무 자석을 제조하는 데만 사용할 수 있습니다. 처음에는 나일론 및 에폭시 수지와 같은 유기 화합물을 바인더로 사용했습니다. 그러나 이러한 바인더는 200℃ 이하에서만 사용할 수 있었고 Sm2Fe17Nx의 고온 성능 이점을 충분히 활용할 수 없었습니다. 따라서 공정에서 돌파구를 마련하는 방법과 새로운 바인더를 개발할 수 있는지 여부가 Sm2Fe17Nx 자석과 엔디-철-B 자석 간의 경쟁의 핵심입니다. 최근 몇 년 동안 일부 저융점 금속이 널리 주목을 받고 있으며 사람들은 아연 및 Sn과 같은 저융점 금속을 바인더로 사용합니다. 그러나 Zn과 같은 저융점 금속을 바인더로 사용하기 때문에 포화 자화 강도가 감소하여 (비에이치) 최대값이 낮아집니다. Sm2Fe17Nx의 성능을 최대한 활용하려면 좋은 접착제를 찾는 것이 중요하다는 것을 알 수 있습니다. 한편, Sm2Fe17Nx 고밀도 자석의 제조는 여전히 연구자들의 추구 사항인데, 고밀도 자석은 이론적 자기 특성을 더 잘 나타낼 수 있기 때문입니다.
일본 접착 자석 협회의 통계에 따르면 사마륨 철 질소 자성 재료는 높은 자기 성능, 높은 내식성, 고온 내자성, 양호한 성형 자유도 등의 장점을 바탕으로, 주로 정보 통신, 산업 생산, 가전 제품, 자동차 분야 등에서 스피커, 카메라 셔터 모터, 스핀들 모터, 디스크 흡착, 자기 롤러, 팬 모터, 선형 엔진, 전자동 기계 장비, 고속 모터, 에어컨, 가정용 모터, 자기 센서, 펌프, 보조 기계 등에 응용되고 있습니다.
현재 Sm2Fe17Nx는 본드 자석의 제조 및 응용 분야에서 상당한 진전을 이루었지만, 밀도화는 여전히 많은 자성 재료 작업자가 추구하고 추구하는 목표입니다. 적절한 제조 공정이 개발되면 이론적 자기적 특성을 달성하고 사마륨 철 질화물 자석의 상용화 프로세스를 가속화할 수 있습니다.