ÍMÃS SMCO (ÍMÃS DE SAMÁRIO-COBALTO)
Histórico de desenvolvimento dos ímãs de SmCo
No início da década de 1960, Karl Strnat e seus colegas descobriram as extraordinárias propriedades magnéticas das ligas de samário-cobalto, confirmando o grande potencial dos ímãs de SmCo em termos de desempenho magnético e estabilidade em altas temperaturas. Esse resultado mudou fundamentalmente as aplicações industriais, especialmente em setores que precisavam de excelente estabilidade de temperatura.
Embora os ímãs de neodímio, com seu produto de energia e força magnética mais altos, tenham se tornado um dos ímãs fortes mais usados atualmente, sua grande vantagem é a estabilidade em altas temperaturas, o que permite que os ímãs de SmCo mantenham o desempenho magnético em temperaturas de até 300 °C ou até mais. Portanto, os ímãs de SmCo são cruciais em ambientes que exigem operação em alta temperatura.
Características dos ímãs de SmCo
Uma das grandes vantagens dos ímãs SmCo é sua extraordinária capacidade de resistir à desmagnetização. Eles têm uma característica magnética agradável que resiste a qualquer alteração. Eles podem reter as características magnéticas da substância em um campo magnético forte e não são facilmente desmagnetizados. Mas, ao mesmo tempo, isso também implica que os ímãs de SmCo têm um campo magnético mais forte para organizar os momentos de dipolo em uma direção a fim de suportar a energia da magnetização necessária para o ímã.
Os ímãs de SmCo superam o desempenho térmico a uma temperatura de 300 °C, com alguns ímãs de alto nível capazes de suportar temperaturas ainda mais altas. Eles podem ser usados em aplicações exigentes. Eles também oferecem alta resistência à corrosão, de modo que propriedades magnéticas estáveis estão disponíveis mesmo em condições úmidas e outras condições desafiadoras.
No entanto, os altos custos de produção dos ímãs de SmCo se devem ao Sm e ao Co muito raros e à complexidade e à produção trabalhosa desses ímãs.
| Propriedade | Ferrite | NdFeB | SmCo | AlNiCo |
|---|---|---|---|---|
| Remanescência (Br) | 0.2-0.42 T | 1.05-1.45 T | 0.8-1.1 T | 0.6-1.15 T |
| Coercividade (Hcj) | 220-260 kA/m | 875-2786 kA/m | 1200-1500 kA/m | 10-96 kA/m |
| Produto Max Energy | 0,8-4,1 MGOe | 26-55 MGOe | 15-23 MGOe | 1,2-12 MGOe |
| Temp. Coeficiente de temperatura | -0,2%/℃ | -0,12%/℃ | -0,04%/℃ | -0,02%/℃ |
| Temp. máxima de operação | 250℃ | 80-200℃ | 250-350℃ | 450-550℃ |
| Custo | Muito baixo | Alta | Muito alta | Médio |
Propriedades magnéticas do SmCo5
| Grau | Indução de remanência Br | Força coercitiva Hcb | Força coercitiva intrínseca Hcj | Produto de energia máxima (BH)max | Densidade | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Propriedades magnéticas do Sm2Co17
| Grau | Indução de remanência Br | Força coercitiva Hcb | Força coercitiva intrínseca Hcj | Produto de energia máxima (BH)max | Densidade | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | |||||
Ímãs SmCo: Tipos SmCo5 e Sm2Co17
Os ímãs SmCo5 são a forma mais antiga de samário-cobalto de ímãs permanentes. Seu desempenho é relativamente inferior devido ao menor teor de cobalto. Eles são usados principalmente em alguns casos em que são necessários produtos de energia magnética moderada.
O preço dos ímãs SmCo5 é relativamente mais baixo do que o dos ímãs Sm2Co17. Os ímãs Sm2Co17 são uma versão avançada dos ímãs de samário-cobalto com maior teor de cobalto. Portanto, seu desempenho foi muito bom. Eles são usados principalmente em aplicações que necessitam de produtos de energia magnética elevada.
Aplicações dos ímãs de SmCo
Uma das vantagens significativas dos ímãs de SmCo é sua resistência à corrosão, e eles são usados com frequência em ambientes adversos, como aplicações marítimas e no setor aeroespacial.
Os ímãs de SmCo são os mais usados na tecnologia automotiva devido à sua capacidade de tolerar altas temperaturas. Esses ímãs têm sido usados em trens de força, atuadores e motores de carros elétricos.
Eles são usados em várias aplicações aeroespaciais e de defesa, incluindo sistemas de satélite, sistemas de orientação de mísseis e atuadores magnéticos, em que tamanho pequeno, excelente desempenho e estabilidade de temperatura são essenciais.
Tendências de preços dos ímãs de SmCo
No total, o preço de um ímã de SmCo é afetado por diversos fatores, como a instabilidade dos preços. Além disso, os ímãs SmCo consistem principalmente de samário (Sm) e cobalto (Co), dos quais o samário pertence aos elementos de terras raras. A extração e o fornecimento de elementos de terras raras são limitados, e isso está piorando ainda mais devido à crescente demanda em todo o mundo. A raridade do samário leva a mudanças nos preços das matérias-primas, o que, consequentemente, tem um impacto nos custos de produção e nos preços de mercado dos ímãs de SmCo.
Além disso, o processo de fabricação dos ímãs de SmCo é desafiador e difícil, conforme o caso, especialmente na etapa de sinterização, em que são aplicadas altas temperaturas e pressões. Esses problemas de fabricação resultam em maiores despesas de produção, aumentando o preço do produto desejado.