MPN
I
l Neodimio Ferro Boro (NdFeB) è il magnete permanente con la
massima densità di energia oggi disponibile: questo significa che
può fornire le massime prestazioni possibili al dispositivo che ne
faccia uso, sia che questo richieda coppia meccanica, forza
meccanica, intensità di campo magnetico o altro.
Si tratta di un composto intermetallico di terra rara (Neodimio) e metallo di
transizione (Ferro).
Lo sviluppo del NdFeB è iniziato nei primi anni 80, rivolgendosi inizialmente
all’industria dei dispositivi per calcolatori (voice coil motor), per poi approdare in tutti i settori industriali: servomotori brushless, motori lineari, altoparlanti,
sistemi con sensori magnetici, sistemi per sputtering (magnetron), macchine
per risonanza magnetica, accoppiamenti magnetici rotanti o lineari.
Viene prodotto per sinterizzazione ma, al contrario della ferrite ceramica, il
processo di sinterizzazione viene realizzato in atmosfera inerte: il magnete
può essere pressato isostaticamente a bagno d’olio oppure mediante stampi,
fornendo un orientamento assiale o diametrale.
Successivamente viene tagliato nelle dimensioni e forme richieste e con
attrezzi diamantati.
L’elevata densità di energia consente di ottenere sia un’elevata induzione
residua (che significa elevate prestazioni), che un’elevata forza coercitiva
(quindi una notevole resistenza alla smagnetizzazione). Il buon comportamento in temperatura gli consente di resistere fino a temperature superiori ai 200
°C. Viene protetto mediante diversi procedimenti elettrochimici (nichelatura,
zincatura) o mediante resine o prodotti che lo rendano compatibile ad utilizzo
in ambiente aggressivo o alimentare.
I settori di utilizzo vanno dal mondo dell’automotive (trazione elettrica,
ventilazione, movimentazione, sensori), appliance (motori, pompe, compressori) , trasporti (motori per il settore ferroviario, levitazione magnetica),
militare e aerospaziale, macchine per automazione e il packaging (motori,
sensori, guide magnetiche), elettromedicale, industria alimentare
(accoppiamenti magnetici asettici, motori), sensoristica, strumenti di misura
(interruttori, indicatori di livello e di velocità, meccanica pesante (sistemi di
sollevamento, cuscinetti magnetici, levitazione magnetica).
Neodymium Iron Boron (NdFeB) is the magnetic material with highest energy
density available today: it means that it can guarantee the best performances,
when torque, force, magnetic induction are required.
It is obtained from rare earth intermetallic (Neodymium) and transition metal (Iron).
Development of NdFeB started at beginning of 80’ s. It was first used in the
computer industry (voice coil motors), to spread later in many different industrial
markets as brushless PM servomotors, linear motors, loudspeakers, sensor systems,
sputtering systems (magnetron), magnetic resonance equipment, rotating coupling.
It is produced by sintering but, differently than ceramic ferrite, the process is
performed in inert gas atmosphere: magnet then can be pressed isostatically in an
oil bath or in a die, giving to the product an axial or diametral orientation. Pieces
will be then opportunely processed, ground by diamond tools and refined.
The high energy density allows to produce very high residual flux density (Br), so
high performances, but also high coercive force which means high resistance to
demagnetization effects. It also has a good temperature behavior, as it can be
used at more than 200 °C.
Corrosion resistance is guaranteed by electrochemical process (Nickel Zinc
plating) or by other products as resin, as well as food compatible materials.
Application fields are very different: from automotive (electric traction, cooling
system, setting devices, sensors, loudspeakers), house appliance (motors, pumps
compressors, sensors), railway transportation (electric motors, magnetic levitation),
military and aerospace, automation equipment, packaging, electromedical
systems, food industry (magnetic coupling, moving systems, motors), sensors
systems, instrumentation gauge, switches, heavy mechanics (lifting systems,
magnetic bearing, magnetic levitation).
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Physical properties at room temperature (20°C)
Temp. Coeff. of Br:
- 0.11%/°C (20 ÷100°C) Temp. Coeff. of HcJ:
Density:
7.4 - 7.6 g/cm
Vickers Hardness:
570 Hv
3
2
Tensile Strength:
8.0 kg/mm
Specific Heat:
503 J/kg °C
11
Young’s Modulus:
1.6 x 10 N/m
Poisson’s Ratio:
0.24
Curie Temperature:
310 - 340°C
- 0.60%/°C (20 ÷100°C)
Electrical resistivity:
144 μ Ω .cm
Flexural Strength:
25 kg/mm
Coeff. of Thermal Expansion: 4 x 10-6/°C
2
Thermal Conductivity:
8.9 W/m °C
Rigidity:
0.64N/m2
Compressibility:
9.8 x 10-12m2/N
Note: Temp. Coeff. of Br and HcJ are average between all NdFeB grades and operating temp. ranges.
Surface Protection and Coatings (standard)
Surface
Type
Passivation
Nickel coating
Zinc coating
Minimal layer Surface color
thickness
Remarks
< 1 μm
Silver gray
Temporany protection
Ni+Ni
10-20 μm
Silver semibright
Excellent resistance to hunid atmosphere
Ni+Cu+Ni
10-20 μm
Silver semibright
Superior resistance to hunid atmosphere
Zn
8-20 μm
Blue whiteshining Good resistance to salt spray
C-Zn
8-20 μm
Colour shining
Excellent resistance to salt spray
Tin coating
Ni+Cu+Sn
15-20 μm
Silver semibright
Superior resistance to humid atmosphere
Gold coating
Ni+Cu+Au
10-20 μm
Gold shining
Superior resistance to humid atmosphere
Cupper coating
Ni+Cu
10-20 μm
Gold shining
Temporany treatment
Epoxy
Ni+Cu+Epoxy 15-25 μm
Black
Excellent climatic and salt spray resistance
Zn+Epoxy
15-25 μm
Black
Excellent climatic and salt spray resistance
Ni
10-20 μm
Silver semibright
Excellent resistance to humid atmosphere
Chemical Coating