L’application des aimants permanents NdFeB frittés repose principalement sur leurs propriétés magnétiques. Cependant, en raison des différents environnements et conditions d'utilisation, outre les exigences de performances magnétiques, il existe également des exigences de performances mécaniques et chimiques pour les aimants. Par exemple, certains aimants permanents sont utilisés dans des machines tournantes à grande vitesse et doivent résister à des forces centrifuges importantes, sont utilisés dans des environnements vibratoires, résistent à des accélérations extrêmement élevées (3 g ~ 5 g) ou sont soumis à des contraintes lors de l'installation des aimants. Il peut se décoller, tomber, se coincer ou se fissurer, etc., il est donc naturel d'avoir des exigences concernant les propriétés mécaniques de l'aimant.
Quelles sont les propriétés mécaniques des matériaux ?
Les propriétés mécaniques des matériaux comprennent généralement la résistance, la dureté, la plasticité et la ténacité. Ces paramètres de propriétés mécaniques ont des significations physiques différentes.
La résistance fait référence à la capacité maximale d’un matériau à résister aux effets néfastes des forces extérieures. L'intensité est divisée en différents types selon les différentes formes de force externe :
- La résistance à la traction (résistance à la traction) fait référence à la limite de résistance lorsque la force externe est la force de traction
- La résistance à la compression fait référence à la limite de résistance lorsqu'une force externe est une pression
- La résistance à la flexion fait référence à la limite de résistance lorsqu'une force externe est perpendiculaire à l'axe du matériau et provoque la flexion du matériau.
La dureté fait référence à la capacité d'un matériau à résister localement à la pression d'objets durs sur sa surface. C'est un indicateur permettant de comparer la douceur et la dureté de divers matériaux. Plus la dureté est élevée, plus la capacité du métal à résister à la déformation plastique est forte.
La plasticité fait référence à la capacité d'un matériau solide à résister à la déformation sous une certaine force externe. Un matériau peut se déformer de façon permanente sans être détruit sous l’action d’une force extérieure.
La ténacité représente la capacité d'un matériau à absorber de l'énergie lors de la déformation plastique et de la rupture. Plus la ténacité est élevée, moins une rupture fragile est probable. En science des matériaux et en métallurgie, la ténacité fait référence à la résistance d'un matériau à la rupture lorsqu'il est soumis à une force qui provoque sa déformation. C'est le rapport de l'énergie que le matériau peut absorber avant de se briser par rapport à son volume.
Propriétés mécaniques du NdFeB fritté
Le NdFeB fritté est un matériau fragile. Ses propriétés mécaniques sont dures et cassantes, c'est-à-dire une résistance élevée et une faible ténacité. Il n'y a presque pas de déformation plastique avant la rupture, c'est-à-dire qu'il se fracture pendant la phase de déformation élastique.
La figure ci-dessous est une comparaison du produit d’énergie magnétique (BH)m et de la ténacité de divers matériaux à aimants permanents. Nous pouvons constater que le NdFeB fritté a le produit d'énergie magnétique (BH) m le plus élevé et que la ténacité à la rupture est toujours comparable à celle des aimants permanents Sm2Tm17, SmCo5 et ferrite, car ce sont tous des matériaux à aimants permanents à base de composés intermétalliques et appartiennent aux matériaux fragiles. . Les matériaux à aimants permanents liés aux terres rares, Fe-Cr-Co et l'acier magnétique ont la meilleure ténacité à la rupture, mais leur produit d'énergie magnétique (BH)m est bien inférieur à celui du NdFeB fritté.
Les matériaux fragiles utilisent couramment trois indicateurs pour décrire les propriétés mécaniques du matériau :
1. La ténacité à la rupture reflète généralement la résistance lorsque les fissures se développent dans le matériau. L'unité est MPa·m1/2. Le test de ténacité des matériaux nécessite une machine d'essai de traction, un capteur de contrainte, un extensomètre, une jauge de contrainte dynamique à amplification de signal, etc. De plus, l'échantillon doit être transformé en une feuille mince.
2. La résistance aux chocs (ténacité à la rupture par impact) reflète l'énergie absorbée par le matériau pendant le processus de fracture sous l'action de la contrainte d'impact. L'unité est J/m2. La valeur mesurée de la résistance aux chocs est trop sensible à la taille, à la forme, à la précision du traitement et à l'environnement de test de l'échantillon, et la dispersion de la valeur mesurée sera relativement grande.
3. La résistance à la flexion est mesurée par la méthode de flexion en trois points. L’échantillon étant facile à traiter et la mesure simple, il est le plus souvent utilisé pour décrire les propriétés mécaniques des aimants NdFeB frittés.
Les caractéristiques de haute résistance et de faible ténacité des matériaux frittés à aimants permanents NdFeB sont déterminées par leur structure cristalline. De plus, les deux facteurs suivants affecteront la résistance à la flexion des aimants permanents NdFeB frittés et constituent également des moyens d’améliorer leur résistance.
1. La teneur en Nd a une certaine influence sur la résistance du NdFeB fritté. Les résultats expérimentaux montrent que dans certaines conditions, plus la teneur en Nd est élevée, plus la résistance du matériau est élevée.
2. L'ajout d'autres éléments métalliques a un certain impact sur la résistance du NdFeB fritté. Lorsqu'une certaine quantité de Ti, Nb ou Cu est ajoutée, la résistance à la rupture par impact de l'aimant permanent est améliorée ; lorsqu'une petite quantité de Co est ajoutée, la résistance à la flexion de l'aimant permanent est améliorée.
Les propriétés mécaniques globales du NdFeB fritté ne sont pas suffisamment élevées, ce qui constitue l’une des raisons importantes limitant son application dans des zones plus larges. Si la ténacité du produit peut être améliorée tout en garantissant que les propriétés magnétiques sont améliorées ou inchangées, le NdFeB fritté dans les domaines militaire, aérospatial et autres jouera un rôle plus important et entrera dans une nouvelle période de développement.