MPS
I
magneti in Samario Cobalto sono stati i primi a base di terre
rare ad essere commercializzati.
Le proprietà magnetiche sono comparabili a quelle del
Neodimio Ferro Boro, anche se leggermente più basse; non
hanno mai avuto il successo commerciale che ha avuto il
NdFeB a causa del costo del Cobalto e del suo valore strategico.
Come magnete a base di terre rare, si tratta di un composto intermetallico
tra la terra rara Samario e il metallo di transizione Cobalto.
Il processo di fabbricazione vede come primo passo una macinatura,
pressatura e successivamente la sinterizzazione in atmosfera inerte: i
magneti possono essere pressati isostaticamente in sistemi a bagno d’olio
o a secco (in direzione assiale o diametrale). I magneti vengono poi processati mediante lavorazione con mole diamantate.
Come detto i magneti SmCo forniscono prestazioni magnetiche molto
interessanti, Br fino a 1,15 Tesla e prodotto di energia fino a 240 kJ/m^3.
Il SmCo viene prodotto in due diverse varietà, il Sm1Co5 and Sm2Co17,
ciascuna delle quali presenta un differente comportamento magnetico
(nucleazione per la prima, “pinning” in Sm2Co17). Sm2Co17 mostra le
prestazioni maggiori, ma come controparte richiede un’intensità di
magnetizzazione decisamente superiore rispetto al Sm1Co5, 4000 kA/m
contro 2000 kA/m.
Il SmCo presenta due vantaggi non trascurabili nei confronti del NdFeB: la
resistenza alla corrosione e l’ottimo comportamento termico. La temperatura di Curie si attesta intorno ai 750 °C per il Sm1Co5 e 850 °C per
Sm2Co17; inoltre le proprietà magnetiche degradano lentamente al
crescere della temperatura.
I magneti in SmCo sono piuttosto apprezzati nel settore militare, aerospaziale ed elettromedicale: in generale dovrebbero essere preferiti quando
sussistono problematiche termiche o di ossidazione nel dispositivo.
Le applicazioni industriali e scientifiche sono simili a quelle del NdFeB:
sensori, altoparlanti, motori elettrici, strumenti di misura, interruttori.
Samarium Cobalt was the first rare earth magnet on the market. Its
magnetic properties are not too far from Neodymium Iron Boron magnets
but due to the cost and strategic value of Cobalt, it never had the commercial success and diffusion as NdFeB.
Being a rare earth magnet it is an intermetallic compound of rare earth
metals (samarium) and transition metals (cobalt).
The production process consists in milling, pressing, and sintering in inertatmosphere: magnets are then pressed in an oil bath (isostatically) or in a
die (axially or diametrically). SmCo is processed by grinding with
diamond tools. As mentioned SmCo can provide high magnetic
performances, with maximum energy product around 240 KJ/m3: they
can be found in two different grades, Sm1Co5 and Sm2Co17, each
one with its specific magnetic behaviour (nucleation for the first, pinning
in Sm2Co17 ). Sm2Co17 shows the highest magnetic performances but
on opposite side, it is much more difficult to be magnetized (4000 kA/m)
than Sm1Co5 (2000 kA/m).
The two advantages of SmCo grades versus NdFeB are the corrosion
resistance and the good thermal behaviour; Curie temperature is around
750 °C for Sm1Co5 and 850 °C for Sm2Co17 .
Furthermore the magnetic properties decrease is rather low by increasing
of the temperature.
SmCo grades are rather appreciated in military and aerospace industry,
as well as in electromedical field; they should be preferred when
oxidation or thermal needs become very important.
Industrial applications are similar to the ones of NdFeB: sensors, loudspeakers, electric motors, instruments, switches.
Demagnetization curves of MPS 1/5−16 at different temperatures.
(KA/m) 1990
(T) 1.2
1790
1591 1392
1194
995
796
597
398
199
0
12 (KG)
11
10
9
1.1
1.0
0.9
8
7
6
5
0.8
0.7
0.6
0.5
20°C
100°C
150°C
200°C
250°C
4
3
0.4
0.3
2
0.2
0.1
H(KOe)25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
0
1
0
Demagnetization curves of sintered magnet MPS 1/5−20 at different temperatures.
(KA/m) 1990
(T) 1.2
1790
1591 1392
1194
995
796
597
398
199
0
12 (KG)
1.1
11
1.0
0.9
10
9
0.8
0.7
20°C
0.6
0.5
100°C
150°C
200°C
8
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4
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0.4
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2
0.2
0.1
H(KOe)25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
0
398
199
0
1
0
Demagnetization curves of sintered magnet MPS 1/5−22 at 20°C.
(KA/m) 1990
(T) 1.2
1790
1591 1392
1194
995
796
597
12(KG)
11
10
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1.1
1.0
0.9
20°C
0.8
0.7
8
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0.6
0.5
4
3
0.4
0.3
2
0.2
0.1
H(KOe)25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
0
1
0
Demagnetization curves of MPS 1/5−24 at different temperatures.
(KA/m) 1990
(T) 1.2
1790
1591 1392
1194
995
796
597
398
199
0
12 (KG)
11
10
9
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
20°C
100°C
150°C
200°C
250°C
300°C
8
7
6
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350°C
4
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0.4
0.3
2
0.2
0.1
22
H(KOe)25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
0
1
0