Welche gesinterten NdFeB-Magnete für die Automobilindustrie erfüllen die Anforderungen an hohe Temperaturen und Anti-Entmagnetisierung?

Welche zentralen Leistungsindikatoren definieren die Fähigkeit zur Entmagnetisierung bei hohen Temperaturen?

Gesinterte NdFeB-Magnete für die Automobilindustrie stehen vor großen Temperaturproblemen, wobei die Betriebstemperaturen einiger Motoren bis zu 200 °C erreichen können. Um der thermischen Entmagnetisierung zu widerstehen, sind zwei Schlüsselindikatoren unerlässlich: eine extrem hohe Koerzitivfeldstärke und eine stabile Remanenz. Die Koerzitivfeldstärke bestimmt die Fähigkeit des Magneten, externen Entmagnetisierungskräften standzuhalten, während die Remanenz sich direkt auf seine magnetische Energieabgabe auswirkt. Untersuchungen zeigen, dass sich die Domänenwandbewegung verstärkt, wenn die Umgebungstemperatur die maximale Betriebsschwelle des Magneten überschreitet, was zu instabilen Magnetisierungszuständen führt. Daher müssen Magnete für Automobilanwendungen bei hohen Temperaturen eine ausreichende Koerzitivfeldstärke aufrechterhalten, um eine Verschiebung der Domänenwände zu verhindern und eine gleichbleibende magnetische Leistung sicherzustellen.

Welche technischen Wege erreichen eine hohe Koerzitivfeldstärke ohne Leistungseinbußen?

Traditionelle Methoden zur Verbesserung der Koerzitivfeldstärke beinhalten die Zugabe großer Mengen schwerer Seltenerdelemente wie Dysprosium (Dy) und Terbium (Tb), da ihre Legierungsphasen mit Eisen und Bor viel höhere anisotrope Felder aufweisen als Nd₂Fe₁₄B. Dieser Ansatz führt jedoch zu erheblichen Reduzierungen der Remanenz und des magnetischen Energieprodukts und erhöht gleichzeitig die Materialkosten. Die aufkommende Korngrenzendiffusionstechnologie hat sich zu einer bahnbrechenden Lösung entwickelt. Durch die Ablagerung von Dy/Tb auf der Magnetoberfläche und deren Erhitzung auf 800℃~1000℃ diffundieren diese Elemente entlang der Korngrenzen und bilden eine schwere, mit seltenen Erden angereicherte Hülle um die Hauptphasenkörner. Eine Studie zeigte, dass diese Methode den Dy-Gehalt nur um 0,33 Gew.-% erhöhte, aber die Koerzitivfeldstärke um 3,94 kOe steigerte, wobei die Remanenz lediglich um 1,1 % sank, wodurch Anti-Entmagnetisierungsfähigkeit und magnetische Effizienz effektiv ausgeglichen wurden.

Wie werden Hochtemperaturgüten für Automobilanwendungen klassifiziert?

Nationale Normen für gesinterte NdFeB-Magnete (GB/T 13560-2017) kategorisieren Materialien in sieben Koerzitivfeldstärken, wobei drei Hochtemperaturklassen die Automobilanwendungen dominieren. Die SH-Klasse (1350–1590 kA/m Koerzitivfeldstärke) unterstützt eine maximale Betriebstemperatur von 150 °C und ist für allgemeine Hochleistungs-Automobilmotoren geeignet. Die EH-Klasse (1990–2380 kA/m) hält 200 °C stand und erfüllt damit die Anforderungen von Hochtemperaturumgebungen in speziellen Fahrzeugsystemen. Der erstklassige TH-Typ (2380–2780 kA/m) bietet extreme Entmagnetisierungsbeständigkeit für kritische Komponenten, die eine stabile Leistung unter extremen Bedingungen erfordern. Dieses Klassifizierungssystem bietet klare Leitlinien für die Zuordnung von Magneten zu bestimmten Anwendungsszenarien im Automobilbereich.

Welche Strukturmerkmale sorgen für Hochtemperaturstabilität?

Die intrinsische thermische Stabilität gesinterter NdFeB-Magnete beruht auf ihrer einzigartigen tetragonalen Nd₂Fe₁₄B-Kristallstruktur, die von Natur aus die Bewegung der Domänenwände bei erhöhten Temperaturen hemmt. Die Korngrenzendiffusionstechnologie verbessert diese Stabilität weiter, indem sie einen Konzentrationsgradienten schwerer Seltenerdelemente erzeugt. Die Elektronensonden-Mikroanalyse (EPMA) zeigt, dass sich Dy-Elemente nach der Diffusion deutlich in intergranularen Phasen konzentrieren und das anisotrope Feld um 6,01 kOe erhöhen – dies ist der Hauptmechanismus für die Koerzitivfeldstärke. Darüber hinaus optimieren fortschrittliche Pulvermetallurgieprozesse und Post-Diffusions-Tempern (550℃~650℃) die Kristallintegrität und reduzieren interne Defekte, die bei thermischer Belastung eine Entmagnetisierung auslösen könnten.

Warum sind diese Magnete für die moderne Automobilentwicklung unverzichtbar?

Gesinterte NdFeB-Magnete sind entscheidend für die Leistung von Elektro- und Hybridfahrzeugen und bieten die hohe Energiedichte und das Drehmoment, die für einen effizienten Motorbetrieb erforderlich sind. Ihre hohe Koerzitivfeldstärke und Temperaturstabilität sorgen für eine zuverlässige Leistungsabgabe im Motorraum und anderen Hochtemperaturzonen. Mit der fortschreitenden Elektrifizierung des Automobils steigt die Nachfrage nach kleineren, leichteren und effizienteren Motoren weiter – Eigenschaften, die gesinterte NdFeB-Magnete mit Hochtemperatur-Anti-Entmagnetisierung auf einzigartige Weise bieten. Mit einem Energieprodukt von bis zu 52 MGOe ermöglichen diese Magnete die Miniaturisierung von Automobilkomponenten bei gleichzeitiger Beibehaltung der Leistung und unterstützen so das Streben der Branche nach Energieeffizienz und Emissionsreduzierung.