Tìm hiểu về nam châm đất hiếm | Những ứng dụng trong sản xuất

Giới thiệu về nam châm đât hiếm Ndfeb

Nam châm Neodymium ( Neodymium MagNet ) còn được gọi là nam châm NdFeB ( NdFeB MagNet ), bao gồm neodymium, sắt, boron (của Nd2 và Fe14B) được hình thành trong các tinh thể tetragon. Tại Việt Nam nam châm Ndfeb thường được gọi với tên gọi là nam châm đất hiếm hoặc nam châm trắng. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu sự hình thành và ra đời của nam châm Ndfeb.



Vào năm 1982, hai nhà khoa học Sumitomo Special Metal và Sagawa, đã phát hiện ra nam châm neodymium. Sản phẩm có năng lượng từ tính (BH max ) của nam châm này lớn hơn rất nhiều so với nam châm coban samarium hiện thời và nó là chất có sản phẩm năng lượng từ tính lớn nhất thế giới tại thời điểm đó.
Sau đó, sự phát triển thành công của luyện kim bột Sumitomo Special Metal (quy trình luyện kim bột), GM đã phát triển thành công phương pháp nung chảy phản lực (quy trình kéo sợi nóng chảy). Từ đó làm tiền đề xây dựng để sản xuất hàng loạt loại nam châm siêu từ tính này. Nam châm NdFeB được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm điện tử, như ổ cứng, điện thoại di động, tai nghe và các công cụ chạy bằng pin.
Để tránh tác động ăn mòn, cần phải bảo vệ bề mặt của vật liệu từ tính vĩnh viễn trong quá trình sử dụng, chẳng hạn như mạ điện bằng vàng, niken, kẽm, thiếc và phun nhựa epoxy lên bề mặt.

Phân loại nam châm

Nam châm NdFeB được chia thành hai loại: NdFeB thiêu kết và NdFeB ngoại quan. Nam châm NdFeB ngoại quan có từ tính theo mọi hướng và có khả năng chống ăn mòn. Nam châm NdFeB thiêu kết dễ bị ăn mòn và cần được mạ lên bề mặt. Niken, niken đồng, kẽm là những vật liệu thân thiện với môi trường nên thường được dùng để mạ nam châm. Nam châm NdFeB thiêu kết thường được chia thành từ hóa dọc trục và từ hóa xuyên tâm theo bề mặt làm việc cần thiết

.

Xử lý bề mặt nam châm Ndfeb

Với sự phát triển của công nghệ đã được cấp bằng sáng chế ở Nhật Bản, Đức, Liên minh châu Âu...  sản phẩm nam châm NdFeB thiêu kết ( nam châm đât hiếm ) đã được cải thiện rất nhiều. Các yêu cầu đối với việc xử lý bề mặt của NdFeB thiêu kết cũng được tăng lên rất nhiều và các phương pháp xử lý truyền thống đã không thể đáp ứng các yêu cầu về tiến trình của chuỗi công nghiệp sản xuất. Các tổ chức nghiên cứu khoa học như Đại học Khoa học và Công nghệ Điện tử, Đại học Giao thông và Đại học Giao thông bắt đầu từ cấu trúc kính hiển vi. Về cơ bản hoàn thiện nguyên tắc xử lý bề mặt và phát triển quy trình ứng dụng công nghiệp, sau 4 năm làm việc chăm chỉ và đạt được những công nghệ then chốt mang tính đột phá.



Màng chelating Nano (3010) không qua xử lý mạ. Công nghệ này là quy trình công nghệ gốc. Các nhóm hoạt động có trong lớp màng nano có khả năng chống ẩm, oxy, ion clorua (Cl), carbon dioxide (co2), v.v. Khả năng chống ăn mòn và hiệu suất khả năng bám dính của nhựa hữu cơ đã được cải thiện rất nhiều. Các tính chất vật lý và hóa học bề mặt tuyệt vời của nó sẽ có tác động đáng kể đến lĩnh vực ứng dụng của nam châm trong sản xuất.

Phương pháp xử lý bề mặt phổ biến:
1. Màng chelating Nano 
2. Photphat
3. Mạ điện
4. Điện di
5. Lắng đọng hơi chân không
6. Mạ điện
7. Phun hữu cơ

Ứng dụng của nam châm đất hiếm

Vật liệu nam châm vĩnh cửu NdFeB với đặc tính từ tính tuyệt vời, nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực điện tử, máy móc điện, thiết bị y tế, đồ chơi, bao bì, máy móc phần cứng, hàng không vũ trụ... Những ứng dụng phổ biến hơn là động cơ nam châm vĩnh cửu, loa, máy tách từ, ổ đĩa máy tính ...

Có thể sử dụng màng chelating Nano (Royce3010) trong điều kiện khí hậu biển trong 20-30 năm và có thể được sử dụng rộng rãi trong sản xuất điện gió trên biển. Lực bám dính bề mặt là hơn 20Mpa, có thể được sử dụng rộng rãi trong động cơ cao tốc nam châm vĩnh cửu, động cơ xe điện. Hệ thống cung cấp điện UHV, HVDC, hệ thống sạc nhanh, ngành công nghiệp quân sự hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác

Tại Việt Nam tuy nguồn năng lượng đất hiếm của nước ta rất phong phú như ở các khu vực vùng cao nguyên, các tỉnh phía bắc nhưng việc ứng dụng sản xuất vẫn chỉ nằm ở hình thức “thô”, chưa có khả năng đẩy mạnh nghiên cứu và sản xuất thành thành phẩm, phải bán nguyên liệu thô.

Ứng dụng của nam châm đất hiếm vô cùng đa dạng và không thể chối bỏ trong đời sống cũng như sản xuất hàng ngày. Với sự nhìn nhận chính xác vai trò về đất hiếm, hy vọng sẽ có những bước tiến mới tại Việt Nam để sản xuất ra thành phẩm để tận dụng tối đa ưu đãi nguồn tài nguyên cạnh tranh với các thị trường ngoài nước.