Bruchzähigkeit, Schlagfestigkeit, Biegefestigkeit - mechanische Eigenschaften von gesintertem Neodym-Eisen-Bor
http://www.magnet-forever.comWas sind die mechanischen Eigenschaften von Materialien? Die mechanischen Eigenschaften von Materialien umfassen im Allgemeinen Festigkeit, Härte, Plastizität und Zähigkeit, die unterschiedliche physikalische Bedeutungen haben. Festigkeit bezieht sich auf die maximale Fähigkeit eines Materials, äußeren zerstörerischen Kräften zu widerstehen. Festigkeit kann je nach den verschiedenen Formen der äußeren Krafteinwirkung in Zugfestigkeit (Zugfestigkeit) unterteilt werden. Sie bezieht sich auf die maximale Druckfestigkeit unter Spannung, die maximale Biegefestigkeit unter Druck und die Festigkeit, wenn die äußere Kraft senkrecht zur Materialachse steht und das Material nach der Einwirkung verbiegt. Die maximale Härte bezieht sich auf die Fähigkeit des Materials, lokalen harten Objekten zu widerstehen, die in seine Oberfläche drücken, und ist ein Indikator zum Vergleich der Härte verschiedener Materialien. Je höher die Härte, desto stärker ist die Fähigkeit des Metalls, plastischer Verformung zu widerstehen. Plastizität bezieht sich auf die Fähigkeit einer festen Substanz, Verformungen unter bestimmten äußeren Kräften zu widerstehen. Es ist die Fähigkeit eines Materials, sich dauerhaft zu verformen, ohne unter äußeren Kräften zerstört zu werden. Elastizität stellt die Fähigkeit eines Materials dar, Energie während plastischer Verformungs- und Bruchprozesse zu absorbieren. Je besser die Zähigkeit, desto unwahrscheinlicher ist ein spröder Bruch. In der Materialwissenschaft und Metallurgie bezeichnet Zähigkeit die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Brüche, wenn es Kräften ausgesetzt wird, die es verformen. Es ist das Verhältnis der Energie, die das Material vor dem Bruch absorbiert, zu seinem Volumen. Mechanische Eigenschaften von gesintertem Neodym-Eisen-Bor
Gesintertes Neodym-Eisen-Bor gehört zu den spröden Werkstoffen und weist die mechanischen Eigenschaften hart und spröde auf, mit hoher Festigkeit und geringer Zähigkeit. Vor dem Bruch tritt fast keine plastische Verformung auf, was bedeutet, dass es während der elastischen Verformungsphase bricht. Die folgende Abbildung vergleicht das magnetische Energieprodukt (BH) m und die Bruchzähigkeit verschiedener Permanentmagnetmaterialien. Wir können beobachten, dass gesintertes Neodym-Eisen-Bor das höchste magnetische Energieprodukt (BH) m aufweist, während seine Bruchzähigkeit immer noch mit Sm2Tm17-, SmCo5- und Ferrit-Permanentmagneten vergleichbar ist, da sie alle Permanentmagnetmaterialien auf Basis intermetallischer Verbindungen sind und zu den spröden Materialien gehören. Die Bruchzähigkeit von gebundenen Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien, Fe Cr Co und magnetischem Stahl ist am besten, aber ihr magnetisches Energieprodukt (BH) m ist viel niedriger als das von gesintertem Neodym-Eisen-Bor.
Zur Beschreibung der mechanischen Eigenschaften spröder Werkstoffe werden üblicherweise drei Indikatoren verwendet:
Die Bruchzähigkeit spiegelt typischerweise die Festigkeit eines Materials bei Rissausbreitung wider und wird in MPa · m1/2 gemessen. Die Prüfung der Bruchzähigkeit von Materialien erfordert den Einsatz von Zugprüfmaschinen, Spannungssensoren, Extensometern, dynamischen Dehnungsmessstreifen mit Signalverstärkung usw. Außerdem sollten die Proben zu dünnen Blechen verarbeitet werden. Die Schlagfestigkeit (Schlagbruchzähigkeit) spiegelt die Energie wider, die ein Material während des Bruchprozesses unter Schlagspannung absorbiert und in J/m2 gemessen wird. Der Messwert der Schlagfestigkeit ist zu empfindlich gegenüber Größe, Form, Verarbeitungsgenauigkeit und Testumgebung der Probe, und die Messwertstreuung wird relativ groß sein. Die Biegefestigkeit wird mit der Dreipunktbiegemethode gemessen, um die Biege- und Bruchfestigkeit von Materialien zu bestimmen. Aufgrund der einfachen Probenverarbeitung und Messung wird sie am häufigsten verwendet, um die mechanischen Eigenschaften von gesinterten Neodym-Eisen-Bor-Magneten zu beschreiben. Dongchedi hat den ungefähren Schwankungsbereich der mechanischen Leistungsindikatoren von gesintertem Neodym-Eisen-Bor ermittelt, der von einigen Wissenschaftlern auf der Grundlage verschiedener Experimente angegeben wurde. Aufgrund ihrer spröden Natur weisen die experimentellen Daten einen hohen Grad an Streuung auf.
Die hohe Festigkeit und geringe Zähigkeit, die gesinterte Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagnetmaterialien aufweisen, werden durch ihre eigene Kristallstruktur bestimmt. Darüber hinaus können die folgenden zwei Faktoren die Biegefestigkeit von gesintertem Neodym-Eisen-Bor beeinflussen und sind auch Möglichkeiten, seine Festigkeit zu verbessern. Der Nd-Gehalt hat einen gewissen Einfluss auf die Festigkeit von gesintertem Neodym-Eisen-Bor. Versuchsergebnisse zeigen, dass unter bestimmten Bedingungen die Materialfestigkeit umso höher ist, je höher der Nd-Gehalt ist. Das Hinzufügen anderer Metallelemente hat einen gewissen Einfluss auf die Festigkeit von gesintertem Neodym-Eisen-Bor. Wenn eine bestimmte Menge Ti-Titan, Nb-Niob oder Cu-Kupfer hinzugefügt wird, wird die Schlagbruchzähigkeit des Permanentmagneten verbessert; wenn eine kleine Menge Co-Kobalt hinzugefügt wird, wird die Biegefestigkeit des Permanentmagneten verbessert. Die unzureichenden umfassenden mechanischen Eigenschaften von gesintertem Neodym-Eisen-Bor sind einer der wichtigen Gründe, die seine Anwendung in einem breiteren Bereich von Bereichen einschränken. Wenn die Zähigkeit des Produkts verbessert und gleichzeitig die magnetischen Eigenschaften verbessert oder unverändert bleiben können, kann gesintertes Neodym-Eisen-Bor im Militär, in der Luft- und Raumfahrt und in anderen Bereichen eine größere Rolle spielen und in eine neue Entwicklungsphase eintreten.