MAGNETI SMCO (MAGNETI AL SAMARIO COBALTO)
Storia dello sviluppo dei magneti SmCo
All'inizio degli anni '60, Karl Strnat e colleghi scoprirono le straordinarie proprietà magnetiche delle leghe di samario-cobalto, confermando il grande potenziale dei magneti SmCo in termini di prestazioni magnetiche e stabilità alle alte temperature. Questo risultato ha cambiato radicalmente le applicazioni industriali, soprattutto nei settori che necessitano di un'eccellente stabilità alle temperature.
Sebbene i magneti al neodimio, con il loro prodotto energetico e la loro forza magnetica più elevati, siano diventati oggi uno dei magneti forti più utilizzati, il loro grande vantaggio è la stabilità alle alte temperature, che consente ai magneti SmCo di mantenere le prestazioni magnetiche a temperature fino a 300°C o addirittura superiori. I magneti SmCo sono quindi fondamentali negli ambienti che richiedono un funzionamento ad alta temperatura.
Caratteristiche dei magneti SmCo
Uno dei grandi vantaggi dei magneti SmCo è la loro straordinaria capacità di resistere alla smagnetizzazione. Hanno una caratteristica magnetica che resiste a qualsiasi cambiamento. Possono mantenere le caratteristiche magnetiche della sostanza in un forte campo magnetico e non si smagnetizzano facilmente. Ma allo stesso tempo, questo implica anche che i magneti SmCo hanno un campo magnetico più forte per organizzare i momenti di dipolo in un'unica direzione, al fine di sopportare l'energia della magnetizzazione richiesta per il magnete.
I magneti SmCo superano le prestazioni termiche a una temperatura di 300°C, con alcuni magneti di alto livello in grado di gestire temperature ancora più elevate. Possono essere utilizzati in applicazioni complesse. Offrono inoltre un'elevata resistenza alla corrosione, per cui sono disponibili proprietà magnetiche stabili anche in condizioni di umidità e altre condizioni difficili.
Tuttavia, gli elevati costi di produzione dei magneti SmCo sono dovuti alla rarità di Sm e Co e alla complessità e laboriosità della produzione di questi magneti.
| Proprietà | Ferrite | NdFeB | SmCo | AlNiCo |
|---|---|---|---|---|
| Remanenza (Br) | 0.2-0.42 T | 1.05-1.45 T | 0.8-1.1 T | 0.6-1.15 T |
| Coercitività (Hcj) | 220-260 kA/m | 875-2786 kA/m | 1200-1500 kA/m | 10-96 kA/m |
| Prodotto Max Energy | 0,8-4,1 MGOe | 26-55 MGOe | 15-23 MGOe | 1,2-12 MGOe |
| Temp. Coefficiente di temperatura | -0,2%/℃ | -0,12%/℃ | -0,04%/℃ | -0,02%/℃ |
| Temperatura massima di funzionamento. | 250℃ | 80-200℃ | 250-350℃ | 450-550℃ |
| Costo | Molto basso | Alto | Molto alto | Medio |
Proprietà magnetiche di SmCo5
| Grado | Induzione della rimanenza Br | Forza coercitiva Hcb | Forza coercitiva intrinseca Hcj | prodotto Maximum Energy (BH)max | Densità | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T | KG | 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 |
Sm2Co17 Proprietà magnetiche
| Grado | Induzione alla rimanenza Br | Forza coercitiva Hcb | Forza coercitiva intrinseca Hcj | Prodotto di massima energia (BH)max | Densità | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T | KG | 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 | |||||
Magneti SmCo: Tipi SmCo5 e Sm2Co17
I magneti SmCo5 sono la prima forma di samario-cobalto di magneti permanenti. Le loro prestazioni sono relativamente inferiori a causa del minore contenuto di cobalto. Vengono utilizzati principalmente in alcuni casi in cui sono necessari prodotti a moderata energia magnetica.
Il prezzo dei magneti SmCo5 è relativamente inferiore a quello dei magneti Sm2Co17. I magneti Sm2Co17 sono una versione avanzata dei magneti in samario-cobalto con un contenuto di cobalto più elevato. Pertanto, hanno ottenuto ottime prestazioni. Sono utilizzati principalmente in applicazioni che richiedono prodotti ad alta energia magnetica.
Applicazioni dei magneti SmCo
Uno dei vantaggi significativi dei magneti SmCo è la loro resistenza alla corrosione e sono spesso utilizzati in ambienti difficili, come le applicazioni marine e l'industria aerospaziale.
I magneti SmCo sono i più utilizzati nella tecnologia automobilistica grazie alla loro capacità di tollerare le alte temperature. Questi magneti sono stati utilizzati nelle trasmissioni, negli attuatori e nei motori delle auto elettriche.
Sono utilizzati in varie applicazioni della difesa e dell'aerospazio, tra cui sistemi satellitari, sistemi di guida missilistica e attuatori magnetici, dove le dimensioni ridotte, le prestazioni eccellenti e la stabilità della temperatura sono fondamentali.
Andamento dei prezzi dei magneti SmCo
In totale, il prezzo di un magnete SmCo è influenzato da diversi fattori, come l'instabilità dei prezzi. Inoltre, i magneti SmCo sono composti principalmente da samario (Sm) e cobalto (Co), di cui il samario fa parte degli elementi delle terre rare. L'estrazione e l'offerta di elementi delle terre rare sono limitate e la situazione sta peggiorando a causa della crescente domanda in tutto il mondo. La rarità del samario porta a variazioni nei prezzi delle materie prime, che di conseguenza hanno un impatto sui costi di produzione e sui prezzi di mercato dei magneti SmCo.
Inoltre, il processo di produzione dei magneti SmCo è impegnativo e difficile, a seconda dei casi, soprattutto nella fase di sinterizzazione, dove si applicano temperature e pressioni elevate. Questi problemi di produzione si traducono in maggiori spese di produzione, aumentando il prezzo del prodotto desiderato.