Le NdFeB, en tant que matériau à aimant permanent de terres rares de troisième génération, a été largement utilisé en raison de ses excellentes propriétés magnétiques. Cependant, les aimants NdFeB présentent également des inconvénients tels qu'une faible température de Curie, un coefficient de température de force coercitive élevé et une mauvaise stabilité chimique. L'énorme consommation de ressources en terres rares de praséodyme, de néodyme, de dysprosium et de terbium a amené les gens à s'inquiéter des dommages environnementaux et de la sécurité des ressources en terres rares. Des préoccupations persistantes. Par conséquent, tandis que les praticiens des matériaux magnétiques améliorent constamment les performances des matériaux à aimants permanents NdFeB, ils développent également activement d’autres nouveaux matériaux à aimants permanents.
En 1990, le professeur Coey d'Irlande a utilisé la réaction en phase gazeuse pour synthétiser des composés intermétalliques à atomes interstitiels RE2Fe17Nx. Grâce à ses recherches, il a découvert que les composés Sm2Fe17Nx possèdent d'excellentes propriétés magnétiques intrinsèques, annonçant la naissance des matériaux à aimants permanents de terres rares SmFeN. Le produit d'énergie magnétique maximal théorique des aimants permanents au samarium et à l'azote de fer atteint 62 MGOe (légèrement inférieur à Nd2Fe14B, 64 MGOe), et sa force coercitive et sa température de Curie sont beaucoup plus élevées que celles du NdFeB, et peuvent être plus largement utilisées dans des environnements à haute température tels que comme moteurs.
En plus d'excellentes propriétés magnétiques complètes, l'azote de fer samarium a une bonne résistance à la corrosion et à l'oxydation, et ne contient pas d'éléments métalliques stratégiques par rapport au samarium cobalt ; par rapport au néodyme fer bore, il n'est pas nécessaire de consommer des terres rares coûteuses telles que le praséodyme, le néodyme, le dysprosium et le terbium. éléments (la teneur en éléments samarium est relativement importante et le prix n'est pas élevé), il remplit pleinement les conditions pour devenir un nouveau matériau à aimant permanent. Cette perspective attrayante a fait du samarium et de l'azote ferreux le sujet le plus brûlant dans la recherche et le développement de matériaux à aimants permanents. Depuis la découverte des matériaux à aimants permanents de terres rares de la série Sm2Fe17Nx par Coey et al., il y a eu une recrudescence rapide de la recherche sur les matériaux à aimants permanents de la série Sm2Fe17Nx dans le monde entier. À cette époque, des centaines de laboratoires à travers le monde étaient impliqués dans des recherches dans ce domaine. Cependant, une série d'expériences ultérieures ont prouvé que ce matériau à aimant permanent n'avait pas réussi sur la voie de l'industrialisation et que la recherche était chaude et froide.
Ces dernières années, avec le développement rapide de l'industrie automobile et la miniaturisation et la légèreté des appareils électroniques, les gens ont proposé des températures de fonctionnement environnementales plus élevées et des exigences de performances magnétiques plus élevées pour les aimants permanents. Le matériau à aimant permanent de terre rare de la série Sm2Fe17Nx a à la fois une bonne température et une bonne valeur d'application potentielle des matériaux à aimant permanent avec stabilité et d'excellentes propriétés magnétiques a une fois de plus attiré l'attention des gens, et les matériaux à aimant permanent de la série Sm2Fe17Nx ont également inauguré un nouveau boom de recherche et de développement. . En raison de l'augmentation des prix provoquée par le développement et l'utilisation à grande échelle des terres rares, l'augmentation du prix du Nd a entraîné une augmentation du coût de production du Nd-Fe-B, tandis que la terre rare Sm est dans un état de relative surplus. Le développement de Sm-Fe-N favorise la réduction des coûts et le renforcement de l'utilisation globale des ressources de terres rares. . Par conséquent, le Sm-Fe-N est susceptible de remplacer le Nd-Fe-B, à la fois en termes de propriétés magnétiques et de coût de production, et de devenir le matériau magnétique permanent de terres rares de quatrième génération que les gens attendent avec impatience.
Après plus de 20 ans de recherche et d’exploration, le problème de la production industrielle à grande échelle de Sm-Fe-N n’a pas encore été résolu. L'étude a révélé que Sm-Fe-N se décompose en SmN et Fe à des températures supérieures à 873 K et perd ses propriétés magnétiques permanentes. Dans une large mesure, son application dans les aimants frittés est limitée. Sm-Fe-N ne peut actuellement préparer que des aimants moulés par injection, des aimants liés et des aimants en caoutchouc. Initialement, des substances organiques telles que le nylon et la résine époxy étaient utilisées comme liants. Étant donné que ces liants ne peuvent être utilisés qu’à des températures inférieures à 200 degrés, ils ne peuvent pas être utilisés à leur plein potentiel. Le Sm2Fe17Nx présente l'avantage de bonnes performances à haute température, donc comment réaliser des percées technologiques et savoir s'il peut développer de nouveaux liants sont la clé de la concurrence entre les aimants Sm2Fe17Nx et les aimants Nd-Fe-B. Ces dernières années, certains métaux à bas point de fusion ont commencé à faire l’objet d’une grande attention. Les gens utilisent des métaux à bas point de fusion tels que le Zn et le Sn comme liants. Cependant, étant donné que des métaux à bas point de fusion tels que le Zn sont utilisés comme liants, ils réduiront l'intensité de magnétisation à saturation, conduisant ainsi à un (BH) max inférieur. On voit que pour faire jouer pleinement les performances du Sm2Fe17Nx, il est crucial de trouver un bon liant. Dans le même temps, la préparation d'aimants densifiés Sm2Fe17Nx est toujours poursuivie par les chercheurs scientifiques, car les aimants densifiés peuvent mieux présenter des propriétés magnétiques théoriques.
Selon les statistiques de la Japan Bonded Magnet Association, basées sur les avantages de performance des matériaux magnétiques à base d'azote et de fer samarium tels que des propriétés magnétiques élevées, une résistance élevée à la corrosion, une résistance à la démagnétisation à haute température et une bonne liberté de formage, ses domaines d'application sont principalement dans les communications d'information, l'industrie. production et électronique domestique. Ainsi que l'automobile et d'autres domaines, y compris les haut-parleurs/haut-parleurs, les moteurs d'obturateur de caméra, les moteurs de broche, l'adsorption de disque, les rouleaux magnétiques, les moteurs de ventilateur, les moteurs linéaires, les machines et équipements entièrement automatiques, les moteurs à grande vitesse, les climatiseurs, les moteurs domestiques, magnétiques. capteurs, pompes, machines auxiliaires, etc.
À l'heure actuelle, le Sm2Fe17Nx a fait de grands progrès dans la préparation et l'application d'aimants liés, mais la densification reste un objectif poursuivi et combattu par de nombreux chercheurs en matériaux magnétiques. Une fois qu’un processus de préparation approprié aura été développé, il sera possible d’y parvenir. Les propriétés magnétiques théoriques accélèrent le processus de commercialisation des aimants au samarium et à l’azote et au fer.
