Jernnitridmagneter vs. neodymium: Hvilken magnet er stærkere end neodym?

Neodymmagneter har været det foretrukne valg i årtier, fordi de betragtes som de stærkeste permanente magneter, der findes på markedet. Men den seneste forskning har til formål at udvikle et endnu stærkere alternativ, nemlig permanente magneter af jernnitrid. I denne artikel vil vi undersøge egenskaberne og fordelene ved jernnitridmagneter sammenlignet med neodymmagneter (jernnitridmagneter vs. neodym).

Hvilken magnet er stærkere end neodym?

Permanente magneter af jernnitrid

Forskere har med succes designet en proces, der genererer permanente magneter af jernnitrid i bulkform, hvilket muliggør forskellige anvendelser. Tidligere kunne man kun fremstille pulver eller tynde film, hvilket begrænsede brugen af dem. Den magnetiske energi i jernnitrid rapporteres at være mere end dobbelt så høj som i neodym, den stærkeste type magnet fra sjældne jordarter, der findes. Det gør permanente magneter af jernnitrid meget stærkere end magneter af sjældne jordarter og har et teoretisk magnetisk energiprodukt på 130 mega gauss oersteds.

Permanente magneter af jernnitrid: Et gennembrud inden for magnetteknologi

I mere end ti år har jern og kvælstof været emnet for omfattende eksperimenter af videnskabsfolk og forskere for at skabe en magnet, der er stærkere end neodym. I første omgang gav deres forsøg kun uegnede tynde film eller pulver til mange anvendelser. Men da de anvendte en fabrikationsproces til at producere bulkformer af disse magneter, åbnede der sig en bred vifte af muligheder for deres anvendelse.

Jernnitrid-magneter vs neodymium

Styrke

Den magnetiske energi i jernnitrid rapporteres at være mere end dobbelt så stor som i neodym, den stærkeste type magnet fra sjældne jordarter, der findes. Det gør permanente magneter af jernnitrid meget stærkere end magneter af sjældne jordarter og har et teoretisk magnetisk energiprodukt på 130 mega gauss oersteds.

Koercivitet

Jernnitridmagneters koercivitet er mindre end neodymiums. Koercivitet er et mål for en magnets evne til at modstå at blive afmagnetiseret.

Materialeomkostninger

Hovedbestanddelene i jernnitridmagneter er jern og nitrogen, og prisen på råmaterialer er meget lavere end for sjældne jordarters magneter.

Produktionsprocessen

Produktionsprocessen for jernnitridmagneter er mere kompliceret. Flere slags jernnitrider, der kan danne magnetisme, er ustabile, er i en ustabil tilstand fra et kemisk synspunkt og kan let omdannes til andre stoffer eller andre tilstande. Desuden kræver jernnitrid et højt forhold mellem jern og nitrogen, og en stor fejl vil påvirke de magnetiske egenskaber.

Kommerciel tilgængelighed

Neodymium-magneter har allerede en meget moden industrikæde, mens permanente magneter af jernnitrid stadig er i de tidlige udviklingsstadier. Masseproduktion af færdige jernnitridmagneter er en endnu større udfordring på nuværende tidspunkt.

Miljøvenlig

Jernnitridmagneter er mere miljøvenlige. De tilbyder et grønnere alternativ ved at bruge almindelige elementer uden at nedbryde knappe ressourcer (som sjældne jordarter).

Fordele og egenskaber ved jernnitridmagneter

1. Ingen input af sjældne jordarter: I modsætning til neodymmagneter, der er afhængige af sjældne jordarter, bruger jernnitridmagneter billige og lettilgængelige nitrogen- og jerninput. Det reducerer produktionsomkostningerne betydeligt.
2. Miljøvenlig: Udvindingen af sjældne jordarter til neodymmagneter har skabt bekymring for miljøskader. Jernnitridmagneter tilbyder et grønnere alternativ ved at bruge almindelige grundstoffer uden at udtømme knappe ressourcer.
3. Kompatibel med masseproduktionsteknikker: Fremstillingsprocessen, der bruges til jernnitridmagneter, er meget kompatibel med eksisterende masseproduktionsteknikker. Det betyder, at produktion i stor skala kan opnås effektivt.
4. Bred vifte af højteknologiske anvendelser: Permanente magneter af jernnitrid er velegnede til forskellige højteknologiske anvendelser som elektronik, vindmøller og elmotorer. Deres overlegne magnetiske egenskaber gør dem ideelle til krævende miljøer, der kræver stærke magnetfelter.
5. Uovertrufne magnetiske egenskaber: Den teoretiske grænse for jernnitridmagneters magnetiske egenskaber overstiger det dobbelte af den maksimale rapporterede magnetiske energi for sjældne jordarters magneter. Det betyder, at jernnitridmagneter har potentiale til at overgå neodymmagneter, når det gælder magnetisk styrke.

Konklusion

Forskning i permanente magneter af jernnitrid har vist lovende resultater med hensyn til at skabe en magnet, der er stærkere end neodymium, samtidig med at man tager hensyn til sjældne jordarters materialer og miljøpåvirkning. Selvom de stadig er i udviklingsfasen, har jernnitridmagneter et spændende potentiale til at revolutionere forskellige højteknologiske anvendelser. I takt med at den igangværende forskning fortsætter med at overvinde produktionsudfordringerne, kan vi se frem til en fremtid, hvor disse stærke magneter bliver lettere tilgængelige.

Ofte stillede spørgsmål