Hoe worden neodymium magneten vervaardigd?
Supermagneten van neodymium-ijzer-boor (NdFeB) te maken is behoorlijk gecompliceerd.
De productie vindt in China plaats, waar ook de benodigde grondstoffen worden gewonnen.
Onderstaand laten wij u de verschillende stappen bij het vervaardigen van magneten zien.
Inhoudsopgave
Wat is neodymium?
Neodymium is een scheikundig element en wordt tot de lanthaniden, beter bekend als metalen der zeldzame aarden, gerekend. Het is zilverachtig glanzend en oxideert aan lucht blootgesteld rose-violet. Neodymium magneten bestaan uit een legering van neodymium, ijzer en boor en andere stoffen. De legering wordt met de scheikundige formule NdFeB beschreven.Overigens: De legering NdFeB werd begin van de jaren tachtig ontdekt en heeft bij de vervaardiging van magneten compleet nieuwe mogelijkheden met zich meegebracht. Dankzij onderzoek, nieuwe recepten en productiemethoden werden neodymium magneten sindsdien nog een beetje sterker. Zo ontstonden de tot nu toe sterkste permanente magneten der wereld.
Winning en verwerking
Neodymium heeft zijn grootste grondstofafzettingen in China en wordt daar gedolven. Bij de productie van neodymium magneten wordt het allereerst in een omvangrijk proces uit het erts gewonnen. Daarna worden ijzer, boor en andere stoffen toegevoegd en wordt het geheel tot een legering gesmolten. De mengverhouding kan de corrosiebestendigheid of gebruikstemperatuur van het eindproduct beïnvloeden.
Halffabrikaten produceren en sinteren
De legering wordt licht gemagnetiseerd en dan in een basisvorm (meestal cilinder- of blokvormig) gegoten en afgekoeld. De hierbij ontstane ruwe staven worden in een volgende stap door een speciaal proces "brosser gemaakt". Hierbij worden ze tot een slechts uit een paar micron kleine korrels bestaand poeder vermalen. Om te verhinderen, dat het poeder kan oxideren, vindt dit in een afgedichte omgeving plaats. Nu wordt het poeder aan een magneetveld blootgesteld en onder druk in een vorm gebracht. In deze productiestap wordt de richting van het magneetveld van de magneten bepaald. Door het direct hierop aansluitende sinteren, waarbij een hoge temperatuur en druk worden toegepast, wordt het materiaal verdicht en de massa der magneten krimpt. Op dit tijdstip lijkt de ontstane magneet qua vorm al op zijn uiteindelijke vorm, maar zijn oppervlak is nog ruw. Zijn unieke kristalstructuur is uitstekend geschikt voor de latere magnetisering.
Oppervlak egaliseren
Met deze stap worden de ruwe magneten voltooid. De onbewerkte magneten worden door schuren en snijden van hun ruwe oppervlak ontdaan. Neodymium moet vanwege zijn hardheid met diamanten werktuigen worden bewerkt. Om brandgevaar te verminderen worden de werktuigen met water gekoeld.
Magneten van een coating voorzien
Neodymium-ijzer-boor oxideert in lucht en is extreem bros. Om de magneten resistenter te maken worden ze nu gecoat. De meest gebruikelijke coating, namelijk nikkel-koper-nikkel (Ni-Cu-Ni), is erg dun, zodat er zo min mogelijk magnetische houdkracht verloren gaat. Welke alternatieve coatings mogelijk zijn, leest u op onze FAQ-pagina Welke coatings zijn er voor magneten?.
Magnetisering en kwaliteitscontrole
In de laatste productiefase worden de afgewerkte magneten in een magneetspoel geplaatst, waar doorheen gedurende een milliseconde een sterke stroom loopt. Deze spoel wekt een sterk magneetveld op. De supermagneten worden oor dit magneetveld gemagnetiseerd, d.w.z. de kristalstructuur richt zich naar het magneetveld van de spoel. Wanneer de spoel weer wordt uitgeschakeld, blijven de magneten permanent gemagnetiseerd en doorlopen dan een afsluitende kwaliteitscontrole, waarbij de afmetingen, de coating en de magnetisering worden gecontroleerd.
Verpakking en verzending van de magneten
Neodymium magneten trekken elkaar vanwege hun enorme houdkracht aan en worden daarom uitgebreid verpakt. Grote magneten worden met behulp van afzonderlijke verpakkingen van elkaar afgeschermd.Geweldig prijs-prestatie verhouding
Na grondige evaluatie van verschillende fabrikanten werken wij met toeleveranciers samen, die magneten in een constant hoge kwaliteit tegen redelijke prijzen aanbieden. Aangezien neodymium tot de grondstoffen uit de groep der zeldzame aarden wordt gerekend, is het onderhevig aan voortdurende prijsschommelingen. Wij beheren een groot magazijn en kunnen daardoor bij onze leveranciers bulkbestellingen plaatsen tegen attractieve eenheidsprijzen. Dit prijsvoordeel en de hoge voorraadbeschikbaarheid kunnen wij wederom rechtstreeks aan u als klant doorgeven.Meer informatie over neodymium magneten
Wanneer u meer over neodymium magneten en hun eigenschappen te weten wilt komen, vindt u veel informatie in ons FAQ-gedeelte.Indien u geïnteresseerd bent in het ontstaan van magneten en dier geschiedenis, kunt u op die op onze raadgever pagina De geschiedenis der magneten
nalezen.