Samarium koboltmagneter är en typ av sällsynta jordartsmetallmagneter. Legeringshalten varierar från cirka 25 % till 36 % samarium i vikt. Dessa permanenta, starka magneter är särskilt användbara för högtemperaturapplikationer.
Termen sällsynta jordartsmetaller syftar inte på bristen på mineraler i jordskorpan, utan på den relativt låga koncentrationen av atomer av intresse i sällsynta jordartsmetaller. Eftersom de är mindre koncentrerade, tenderar extraktion av dessa föreningar att bli dyrare. Vissa sällsynta jordartsmetaller uppvisar permanent magnetism, som järn och järnföreningar. Magneter tillverkade av sällsynta jordartsmetaller är överlägsna järnbaserade magneter genom att deras magnetiska kraft är starkare. Mindre delar kan tillverkas med samma magnetfält från sällsynta jordartsmetaller.
Magnetism beror på en liten nettoladdningsfördelning som inte är noll. På atomär och subatomär nivå är det lägsta, mest stabila energitillståndet för elektroner och andra laddade partiklar i orbitaler eller andra rörelser som inte är geometriskt symmetriska. Denna off-center egenskap är tillräcklig för att attraheras av jordens magnetiska pol. När det gäller lodestone, ett naturligt förekommande magnetiskt mineral, introducerades magnetism när berget kyldes från det smälta lavatillståndet, vilket gav atomerna tid att anpassa sig till jordens magnetfält innan de frystes till fast sten.
Magnetiska material har en övre temperaturgräns, Curie-temperaturen, över vilken materialet inte längre är begränsat på atomär eller molekylär nivå. Samarium-koboltmagneter är andra i styrka efter neodymmagneter, men kan användas vid högre temperaturer. Curie-temperaturerna för samariumkoboltmagneter är mellan 1,100 1,300 °F till 600 710 °F (500 °C till 1,000 °C), med ett gynnsamt arbetsområde mellan 250 °F till 550 XNUMX °F (XNUMX °C till XNUMX °C).
Styrkan hos magneter mäts vanligtvis i energiprodukter med enheter av megagauss-oersteds, eller MGOe. Den teoretiska gränsen är 34MGOe. Samarium koboltmagneter sträcker sig från 16 till 32 MGOe. Även om de har en mycket hög magnetisk kraft är de extremt spröda och benägna att gå sönder och flisa. Jämn hantering är svår, så maskinfinbearbetning med diamantskärande verktyg är en mycket skicklig operation.
Legeringar som används i samariumkoboltmagneter är av två typer. Den första är känd som Series 1:5, med ett förhållande av en samariumatom till fem koboltatomer. Deras magnetiska styrka sträcker sig från 16 till 25 MGOe. Serie 2:17 betecknar ett spektrum av föreningar med förhållanden på cirka två samarium till 17 koboltatomer. Vissa koboltatomer kan ersättas med andra övergångsmetallatomer som järn och koppar. Magnetisk styrka hos dessa legeringar varierar från 20 till 32 MGOe.
Magneter av samariumkobolt tillverkas genom en mängd olika sintrings- och presssteg. Sintring smälter samman små partiklar av samariumkoboltmaterialen. Pressningsoperationerna kan innebära formpressning, med tryck applicerat från en riktning eller från isotisk pressning i gummiformar, där tryck appliceras i alla riktningar. Avvägningar mellan toleranser, Curie-temperatur och magnetisk styrka görs i tillverkningsprocesser.