Formulado en la década de 1960, los imanes Samarium Cobalt SMCO. Estos son imanes permanentes de tierra rara construidos por aleación, trituración, prensado, sinterización y otros procesos utilizando una mezcla de cobalto, samario y otros elementos de tierras raras de metal.
Debido a la versatilidad, la alta coercitividad y la estabilidad de temperatura excepcional (250 grados (523 K) y 550 grados (823 K)); Temperaturas de curie de 700 grados (973 K) a 800 grados (1,070 K) de este imán, se usa en múltiples campos y productos. Para saber para qué se utilizan los imanes de cobalto de Samario, sigue leyendo este artículo.
Tipos de imanes de cobalto samario
Principalmente hay dos tipos de imanes de cobalto de Samario. Estos incluyen:
Smco₅
La relación samario a cobalto en este imán de samarium-cobalto particular es 1: 5. Por ejemplo, para cada átomo de samario utilizado, se usan cinco átomos de cobalto. Este 1.5 SMCO₅ se produce primero derretiendo una mezcla de cobalto, samario, praseodimio y gadolinio. Luego, la mezcla que consiste en SMCO es molido, presionado y sinterizado.
Mientras que la coercitividad de un imán se determina típicamente por su composición, forma y tamaño, la sintetización de SMCO₅ con tamaño ideal y alta coercitividad es una tarea exigente. Si está buscando un imán para este objetivo, SMCO₅ es una de las opciones más prometedoras.
Sm₂co₁₇
Sm₂co₁₇ magnet, la segunda serie deimanes de cobalto de Samario, tiene un rango MGOE de 22-30. Samario y cobalto son los componentes básicos de Sm₂co₁₇, que también incluye cobre, hafnio, hierro, a veces praseodimio y circonio. La relación samario a cobalto en este imán Samarium-Cobalt SM₂CO₁₇ en particular es 2: 7. Esto aumenta dos átomos de samario por cada siete átomos de cobalto.
Los imanes SM₂Co₁₇, que incluyen hierro, pueden sufrir cierta corrosión de la superficie cuando se sumergen en agua. Para que sea a prueba de corrosión, aplique una capa de níquel, cobre, luego el níquel nuevamente. Este tipo de imán de cobalto Samario se encontró más tarde que SMCO5, pero su resistencia lo ha hecho más común.
Información adicional
Los imanes permanentes hechos de cobalto de Samario son muy poderosos. Su rango de temperatura de funcionamiento óptimo es de 523 K a 823 K, y también son robustas a altas temperaturas. Los imanes de samario también tienen una excelente resistencia a la oxidación, la desmagnetización y la corrosión.
Para estos imanes, 1.070 K es la temperatura de la curie. Además, su gravedad específica es 8.4 × 10¹ kg/m². Los imanes de cobalto de Samario también tienen una alta resistencia eléctrica, que es una característica interesante.
Su resistencia a la corriente eléctrica es 0. 8 × 10⁻⁶ Ωm. Además, su resistencia a la compresión es de 9.1 × 10¹ kg/m², y su resistencia a la flexión es de 1.2 × 10² kg/m. En presencia de tensión, este imán de tierra rara es propensa a romperse o agrietarse. Los imanes hechos de cobalto samario son anisotrópicos. Su dirección preferida de magnetización es evidente a partir de esto. No son magnéticos en direcciones distintas de las suyas.
Usos de los imanes de cobalto de Samario
Debido a su versatilidad, los imanes de samario se utilizan ampliamente en múltiples industrias para diversos fines. Desde acostumbrarse en refrigeradores hasta sensores, se ha demostrado que estos imanes son útiles para uso industrial. Esto es para qué se utilizan los imanes de cobalto de Samarioio:
Sensores
Cuando se habla de los usos de los imanes Samarium Cobalt SMCO, debe saber que la aplicación más utilizada son los sensores. Estos imanes en sensores detectan y convierten los campos magnéticos en señales eléctricas.
Además, tales sensores magnéticos también se utilizan en múltiples industrias, incluidos aeroespaciales, automotrices e incluso cerraduras y seguridad.
La preferencia por usar estos imanes en los sensores se debe a la estabilidad de alta temperatura que proporcionan. Además, son resistentes a la corrosión y proporcionan un flujo constante incluso en entornos duros.
Espectrómetro de resonancia magnética nuclear
Los espectrómetros de RMN se utilizan para analizar las estructuras de las interacciones moleculares, así como los compuestos orgánicos en biología, química y donde se usen protones y neutrones.
El uso de imanes SMCO en estos espectrómetros puede ayudar a lograr mediciones precisas y confiables. Por lo tanto, los resultados pueden ser muy útiles en industrias como el diagnóstico farmacéutico, médico, etc.
Generadores y refrigeradores
El siguiente uso de imanes de samario se encuentra en los generadores. Estos imanes permanentes proporcionan un campo magnético confiable para la conversión de energía. Para elaborar aún más los usos de estos imanes en los generadores, Samarium Cobalt respalda el rendimiento de las turbinas eólicas.
Además, estos imanes de tierras raras se usan en sistemas de energía militar debido a su alta resistencia al calor. Los generadores con los imanes SMCO de cobalto de Samario pueden soportar hasta 550 grados, lo que los convierte en una excelente opción para generadores de alta potencia en entornos hostiles.
Aunque no es tan ampliamente utilizado como los generadores, los refrigeradores son un aparato potente en el que se está investigando el uso de imanes de tierras raras de cobalto de Samario. Para reducirlo, los imanes se usan en sistemas de enfriamiento de estado sólido y mejoran el rendimiento del aparato general en comparación con los compresores tradicionales.
Equipo médico
Para esterilizar el equipo médico, se utilizan imanes de cobalto de samario. Esto se debe a que, incluso cuando se calienta, los imanes de tierras raras de cobalto de samario conservan su estabilidad. Además, estos imanes de tierras raras se utilizan en equipos médicos, incluidos instrumentos quirúrgicos, máquinas de resonancia magnética y dispositivos de diagnóstico.
Brazos robóticos
Debido a ser confiable y duradero, existe una gran posibilidad del uso de imanes de cobalto samario en armas robóticas. Con los avances tecnológicos, los brazos robóticos se utilizan en muchas industrias, siendo la medicina una de las más importantes. Los campos que requieren que se deben hacer mucha precisión y control de movimiento con material garantizado y los imanes de cobalto de Samario son útiles en esa selección.
Ventajas de los imanes de cobalto de Samario
Ahora que sabe para qué se utilizan los imanes de cobalto de Samario en varias industrias, veamos sus fortalezas y ventajas:
Durable
La resistencia fundamental a la corrosión es una razón importante por la cual los imanes de samario son famosos y duraderos. Debido a la rápida degradación de que los materiales menos resistentes sufren de la exposición a la humedad, los productos químicos y las temperaturas fluctuantes, esta calidad es muy útil en situaciones severas, incluidas las configuraciones marítimas, las aplicaciones automotrices y el equipo industrial.
Aplicaciones donde la fiabilidad y la precisión son de suma importancia, como sensores de alta precisión, equipos médicos y componentes de aeronaves, necesitan esta estabilidad.
Tolerancia a alta temperatura
Los imanes de tierras raras de cobalto de Samario están diseñados para funcionar bien en configuraciones de alta temperatura; Pueden soportar temperaturas de hasta 550 grados sin debilitar sustancialmente sus propiedades magnéticas.
Los componentes utilizados en aviones, automóviles y máquinas industriales deben poder soportar temperaturas muy altas, y los imanes SMCO son útiles aquí. La operación confiable de equipos vitales, como motores y sensores, depende de que las características magnéticas estén estables en este tipo de entornos.
Alta densidad de energía
La densidad de energía de los imanes de samario es típicamente alta, que varía de 16 a 30 mJ/m³. Debido a su tamaño compacto y sus características magnéticas altas, son ideales para aplicaciones donde se necesita un campo magnético fuerte en lugares confinados.
Los imanes pueden mantener sus características magnéticas en una amplia gama de temperaturas, y también son tolerantes al calor. Su capacidad para soportar altas temperaturas y fluctuaciones extremas los hace perfectos para su uso en la producción de componentes electrónicos y dispositivos. Además, la resistencia a la coercitividad y la desmagnetización de los imanes SMCO son propiedades bien conocidas.
Eficiencia del tamaño
El pequeño tamaño y el gran rendimiento magnético de los imanes de cobalto de Samario los han hecho famosos. Cuando existe una grave falta de espacio, pero una necesidad crítica de altas características magnéticas, esta calidad se vuelve invaluable.
Por ejemplo, los dispositivos como altavoces, motores y sensores electromagnéticos en electrónica de consumo como teléfonos celulares y pestañas dependen de imanes pequeños pero fuertes. Para mejorar la experiencia del usuario sin sacrificar el rendimiento, los dispositivos se pueden diseñar con imanes SMCO más pequeños, más delgados y cada vez más potentes debido a su resistencia magnética sustancial en diámetros más pequeños.
Rentable
Debido al alto costo de las materias primas y la naturaleza complicada de su proceso de producción, los imanes de cobalto de samario a menudo son más costosos que otros tipos de imanes, como los imanes de boro de hierro neodimio (NDFEB). Aunque los imanes SMCO tienen un costo inicial mayor, su rendimiento sobresaliente lo compensa.
Todo su valor se mejora aún más por su naturaleza duradera y pocas necesidades de mantenimiento. Con poco mantenimiento, los imanes SMCO conservan su integridad a lo largo del tiempo, a diferencia de otros tipos de imanes que pueden necesitar reemplazo o recubrimientos adicionales para evitar la corrosión. Este alto costo inicial es compensado por el uso a largo plazo sin reparaciones y mantenimiento.
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