NEODYMIUM MIKNATISLAR
Neodymium mıknatıs ilk olarak (General motors ve Sumitomo Metals) firmaları tarafından birbirinden bağımsız olarak 1984 yılında (Nd-2Fe-14 B) bileşenini keşfedip üretmişlerdir. Bu buluşlarını 1986 yılında ticarileştirmişlerdir. Neodymium mıknatıslar ilk olarak samaryum mıknatısların yüksek fiyatlarına alternatif olarak üretilmiştir. Günümüzde keşfedilmiş neodymiumun ham maddesinin %90 Çin’de ve aynı zamanda neodymium mıknatısların üretiminin %75 de yine Çinli firmalar tarafından yapılmaktadır.
İlk neodymium mıknatısın üretilmesinden bu yana, sınırsız uygulamalarda en popüler mıknatıslar olarak kullanılmaktadır. Madencilik, gıda, elektrik motoru üretimi, tıp bilimi, yenilenebilir enerji, teknoloji vb. Endüstrilerin tümü süper güçlü neodymium mıknatıslardan faydalanmaktadır. Neodymium mıknatıslar olmadan son 30 yıldaki ilerlemelerin çoğu mümkün olmazdı. Süper güçleri, inanılmaz performansları ve demanyetizasyona karşı dirençleri nedeniyle, 1 mm çapına kadar birçok şekil ve boyutta üretilmektedir. Örnek olarak 8 mm çapında ve 5 mm uzunluğunda bir mıknatıs sadece 2 gram ağırlığındadır, buna rağmen 1700 gramın üzerinde bir kuvvet üretir.
ÖZELLİKLERİ
Neodymium mıknatıslar seramik türevi olduklarından kırılgandırlar, korozyona karşı dayanıklı değildirler. Buna çözüm olarak genelde nikel, çinko veya epoksi ile kaplanırlar. Birim hacim başına manyetik enerji (gauss) gücüne göre derecelendirilir. Yüksek manyetik akı yoğunluğuna ve son derece güçlü manyetik alana sahiptir. Daha yüksek değerler daha güçlü mıknatıs anlamına gelmektedir. Neodymium mıknatıslar için uluslararası kullanılan ve tanınan sınıflandırma derecesi vardır. Bunlar N28 ile N52 arasında değişen değerlerdir. Aynı hacimdeki ferrit mıknatısa göre 12 kat daha güçlüdür. Kalıcı mıknatıslar, manyetizmalarını her 100 yılda yaklaşık %5 oranında kaybederler, yani tam anlamıyla ‘kalıcı’ değillerdir. Mekanik olarak savunmasızdır ve manyetizması sıcaklık farklılıklarına göre değişir. Maksimum 80°C ile 230°C arasında ısıya dayanıklı çeşitleri vardır.
NEODYMİUM KULLANIM ALANLARI
Kalıcı (daimi) mıknatısların gerekli olduğu modern teknolojideki sayısız uygulamanın çoğunda alnico ve 300 oxit ferrit mıknatısların yerini almıştır, çünkü daha büyük güç gerektiren uygulamalar için daha küçük, hafif ve az yer kaplayan yapıları sayesinde daha çok verim alınmasına olanak tanır.
NEODYMİUM TEHLİKELERİ
Neodymium mıknatıslar küçük kütlelerine rağmen diğer mıknatıs türlerinde meydana gelmeyebilecek kazalara sebep olabilirler. Birkaç santimetre küpten daha büyük neodymium mıknatıslar, iki mıknatıs arasında veya bir mıknatıs ile demir metal yüzey arasında sıkışan vücut organlarında yaralanmalara ve hatta kemiklerin kırılmasına neden olacak kadar güçlüdür.
Birbirine çok yaklaşan mıknatıslar parçalanmalarına yetecek kadar kuvvetle birbirlerine çarpabilirler, kırılgan yapılarından dolayı uçuşan parçacıkları başta göz yaralanmaları olmak üzere çeşitli yaralanmalara neden olabilir.
Kalp pillerinin çalışması, kalp pillerinin kullanıcının kendi kalp ritmine yanıt vermeyen bir modda çalışmasına neden olabileceğinden, bir mıknatısın yakınlığından etkilenecektir. Kalp pilinin manyetik alana tepki verme şekli üreticiler arasında farklılık gösterir ve bu nedenle kalp pili kullanan kişiler göğüslerine güçlü mıknatıslar koymamalıdır.
SICAKLIK NEODYMİUM MIKNATISLARI NASIL ETKİLİYOR?
Neodimiyum mıknatısların uygulanmasında, her bir mıknatıs sınıfının maksimum çalışma sıcaklığını anlamak çok önemlidir. Neodymium mıknatıslar daha düşük sıcaklıklarda en iyi şekilde çalışırlar, hatta sıcaklık düştükçe yaklaşık -130°C’ye kadar güçlenirler. Kural olarak, neodimiyum mıknatıslar, kendi maksimum çalışma sıcaklığını aştığı her 1 santigrat derecelik artış için manyetizmalarının %0.11’ini kaybeder. Bu küçük kayıp, maksimum çalışma sıcaklığının aşılmaması koşuluyla, soğutma sırasında tamamen geri kazanılabilir. Bu değer aşılırsa, soğutma sırasında küçük kayıp geri kazanılmaz ve birbirini izleyen sıcak-soğuk döngüler manyetik performansını zayıflatır. Çok yüksek sıcaklıklara sürekli maruz kalan mıknatıslar manyetizmalarını kalıcı olarak kaybederler.
Derece adının ardından gelen iki harf, sıcaklık derecesini belirler ve manyetik özellikleri kritik bir şekilde etkilenmeden önce mıknatısın dayanabileceği en yüksek çalışma sıcaklığını temsil eder. Boyut ve şekil gibi diğer faktörlerin de bir mıknatısın yüksek sıcaklıklardaki performansı üzerinde etkisi olduğundan, bu derecelendirmeler her zaman bir kılavuz değer olarak değerlendirilmelidir.
Normal neodymium mıknatıslar 80°C’ye kadar en güçlü şekilde çalışır, ancak bu noktadan sonra manyetik çıkışlarını kaybederler. Öte yandan, ‘VH/AH’ derecesine sahip kaliteler 230°C’ye kadar sıcaklıklarda çalışabilir. Her sınıfın maksimum çalışma sıcaklıkları için aşağıdaki tabloya bakınız.
Mıknatıslar soğuğu sever,
Maksimum Çalışma Sıcaklığı
(En Yüksek çalışma noktasına göre)
N 80 ºC = 176 ºF
m 100 ºC = 212 ºF
H 120 ºC = 248 ºF
NS 150 ºC = 302 ºF
UH 180 ºC = 356 ºF
EH 200 ºC = 392 ºF
AH 230 ºC = 446 ºF
Neodymium sınıfının maksimum çalışma sıcaklığı aşılırsa, mıknatıslar zayıflar, yeterince aşılırsa mıknatıslar demanyetize olur.
Yüksek sıcaklık uygulamaları için samarium ve yüksek sıcaklığa dayanıklı neodymium mıknatıslar düşünülmelidir.
