IMANES DE SMCO (IMANES DE SAMARIO-COBALTO)
Historia del desarrollo de los imanes de SmCo
A principios de la década de 1960, Karl Strnat y sus colegas descubrieron las extraordinarias propiedades magnéticas de las aleaciones de samario-cobalto, confirmando el gran potencial de los imanes de SmCo en términos de rendimiento magnético y estabilidad a altas temperaturas. Este descubrimiento revolucionó profundamente las aplicaciones industriales, especialmente en sectores que requieren una excelente estabilidad térmica.
Aunque los imanes de neodimio, con su mayor producto de energía y fuerza magnética, se han convertido en uno de los imanes más fuertes y utilizados hoy en día, su gran ventaja reside en la estabilidad a altas temperaturas, lo que permite a los imanes de SmCo mantener su rendimiento magnético incluso a temperaturas de hasta 300 °C o incluso superiores. Por ello, los imanes de SmCo son cruciales en entornos que requieren operación a altas temperaturas.
Características de los imanes de SmCo
Uno de los grandes beneficios de los imanes de SmCo es su extraordinaria capacidad para resistir la desmagnetización. Poseen una excelente característica magnética que les permite resistir cualquier cambio. Pueden mantener las características magnéticas del material incluso en campos magnéticos fuertes, y no se desmagnetizan fácilmente. Sin embargo, al mismo tiempo, esto también implica que los imanes de SmCo generan un campo magnético más fuerte para alinear los momentos dipolares en una sola dirección, lo que les permite resistir la energía necesaria para la magnetización del imán.
Los imanes de SmCo superan en rendimiento térmico a temperaturas de 300 °C, con algunas calidades de alto nivel capaces de soportar incluso temperaturas más elevadas. Pueden utilizarse en aplicaciones exigentes. Además, ofrecen una alta resistencia a la corrosión, por lo que sus propiedades magnéticas permanecen estables incluso en condiciones húmedas u otras situaciones desafiantes.
Sin embargo, los altos costos de producción de los imanes de SmCo se deben a la rareza de los materiales Sm y Co, así como a la complejidad y laboriosidad del proceso de fabricación de estos imanes.
| Propiedad | Ferrita | NdFeB | SmCo | AlNiCo |
|---|---|---|---|---|
| Remanencia (Br) | 0.2-0.42 T | 1.05-1.45 T | 0.8-1.1 T | 0.6-1.15 T |
| Coercividad (Hcj) | 220-260 kA/m | 875-2786 kA/m | 1200-1500 kA/m | 10-96 kA/m |
| Producto de energía máxima | 0,8-4,1 MGOe | 26-55 MGOe | 15-23 MGOe | 1,2-12 MGOe |
| Coeficiente de temperatura | -0.2%/℃ | -0.12%/℃ | -0.04%/℃ | -0.02%/℃ |
| Temperatura máxima de operación | 250℃ | 80-200℃ | 250-350℃ | 450-550℃ |
| Costo | Muy bajo | Alta | Muy alta | Medio |
Propiedades magnéticas de SmCo5
| Grado | Inducción de Remanencia H | Fuerza Coercitiva Hcb | Coercitividad Intrínseca Hcj | Producto Energético Máximo (BH)max | Densidad | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T | KGs | KA/m | KOe | KA/m | KOe | KJ/m3 | MGOe | g/cm3 | |
| XG16/20 | 0.82±0.03 | 8.2±0.3 | 621 | 7.8 | 1440 | 18 | 120 | 15 | 8.3 |
| 16/25 | 1760 | 22 | |||||||
| XG18/18 | 0.86±0.03 | 8.6±0.3 | 653 | 8.2 | 1280 | 16 | 136 | 17 | 8.3 |
| 18/20 | 1440 | 18 | |||||||
| 18/25 | 1760 | 22 | |||||||
| XG20/18 | 0.90±0.03 | 9.0±0.3 | 677 | 8.5 | 1280 | 16 | 152 | 19 | 8.3 |
| 20/20 | 1440 | 18 | |||||||
| 20/25 | 1760 | 22 | |||||||
| XG22/15 | 0.95±0.03 | 9.5±0.3 | 701 | 8.8 | 1120 | 14 | 168 | 21 | 8.3 |
| 22/18 | 1280 | 16 | |||||||
| 22/20 | 1440 | 18 | |||||||
| XG24/15 | 1.00±0.03 | 10.0±0.3 | 733 | 9.2 | 1040 | 14 | 184 | 23 | 8.3 |
Propiedades magnéticas de Sm2Co17
| Grado | Inducción a la remanencia H | Fuerza coercitiva Hcb | Fuerza coercitiva intrínseca Hcj | Producto de máxima energía (BH)max | Densidad | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T | KGs | KA/m | KOe | KA/m | KOe | KJ/m3 | MGOe | g/cm3 | |
| XG22/25 | 0.97±0.03 | 9.7±0.3 | 717 | 9.0 | 2000 | 25 | 176 | 22 | 8.4 |
| 22/30 | 2240 | 28 | |||||||
| 22/35 | 2560 | 32 | |||||||
| XG24/25 | 1.03±0.03 | 10.3±0.3 | 733 | 9.2 | 2000 | 25 | 192 | 24 | 8.4 |
| 24/30 | 2240 | 28 | |||||||
| 24/35 | 2560 | 32 | |||||||
| XG26/10 | 1.06±0.03 | 10.6±0.3 | 598 | 7.5 | 800 | 10 | 200 | 25 | 8.4 |
| XG26/16 | 1.08±0.03 | 10.8±0.3 | 677 | 8.5 | 1120 | 14 | 200 | 25 | 8.4 |
| 26/20 | 757 | 9.5 | 1440 | 18 | |||||
| 26/25 | 1760 | 22 | |||||||
| 26/30 | 2080 | 26 | |||||||
| 26/35 | 2560 | 32 | |||||||
| XG28/16 | 1.10±0.03 | 11.0±0.3 | 701 | 8.8 | 1040 | 13 | 216 | 27 | 8.4 |
| 28/20 | 765 | 9.6 | 1440 | 18 | |||||
| 28/25 | 1760 | 22 | |||||||
| 28/30 | 2080 | 26 | |||||||
| 28/35 | 2560 | 32 | |||||||
| XG30/12 | 1.13±0.03 | 11.3±0.3 | 637 | 8.0 | 800 | 10 | 232 | 29 | 8.4 |
| 30/15 | 717 | 9.0 | 1040 | 13 | |||||
| 30/20 | 757 | 9.5 | 1440 | 18 | |||||
| 30/25 | 1760 | 22 | |||||||
| XG32/12 | 1.15±0.03 | 11.5±0.3 | 637 | 8.0 | 800 | 10 | 248 | 31 | 8.4 |
| 32/15 | 717 | 9.0 | 1040 | 13 | |||||
| 32/20 | 765 | 9.6 | 1440 | 18 | |||||
Materiales de SmCo: Tipos SmCo5 y Sm2Co17
Los imanes de SmCo5 son la forma más temprana de los imanes permanentes de samario-cobalto. Su rendimiento es relativamente menor debido al contenido reducido de cobalto. Se utilizan principalmente en aplicaciones donde se requieren productos de energía magnética moderados.
El precio de los imanes de SmCo5 es relativamente más bajo que el de los imanes de Sm2Co17. Los imanes de Sm2Co17 son una versión avanzada de los imanes de samario-cobalto con un contenido de cobalto más elevado. Por lo tanto, su rendimiento es muy bueno. Se utilizan principalmente en aplicaciones que requieren productos de energía magnética elevados.
Aplicaciones de los Imanes de SmCo
Una de las ventajas significativas de los imanes de SmCo es su resistencia a la corrosión, y se utilizan frecuentemente en entornos hostiles, como aplicaciones marinas y en la industria aeroespacial.
Los imanes de SmCo son los más utilizados en tecnología automotriz debido a su capacidad para tolerar altas temperaturas. Estos imanes se han utilizado en trenes de transmisión de automóviles eléctricos, actuadores y motores.
Se utilizan en diversas aplicaciones de defensa y aeroespaciales, incluidos sistemas satelitales, sistemas de guía de misiles y actuadores magnéticos, donde el tamaño reducido, el rendimiento excelente y la estabilidad térmica son críticos.
Tendencias de precios de los imanes de SmCo
En total, el precio de un imán de SmCo está influenciado por diversos factores, como la inestabilidad de los precios. Además, los imanes de SmCo están compuestos principalmente por samario (Sm) y cobalto (Co), siendo el samario un elemento de tierras raras. La extracción y el suministro de elementos de tierras raras son limitados, y esta situación se está agravando debido a la creciente demanda a nivel mundial. La escasez de samario provoca variaciones en los precios de las materias primas, lo que a su vez afecta los costos de producción y los precios de mercado de los imanes de SmCo.
Además, el proceso de fabricación de los imanes de SmCo es complejo y difícil, especialmente en el caso de los pasos de sinterización, donde se aplican altas temperaturas y presiones. Estos problemas de fabricación resultan en mayores costos de producción, lo que incrementa el precio del producto deseado.