Penerapan magnet permanen NdFeB sinter terutama bergantung pada sifat kemagnetannya. Namun, karena lingkungan dan kondisi penggunaan yang berbeda, selain persyaratan kinerja magnetik, terdapat juga persyaratan kinerja mekanis dan kimia untuk magnet. Misalnya, beberapa magnet permanen digunakan dalam mesin berputar berkecepatan tinggi dan harus tahan terhadap gaya sentrifugal yang besar, digunakan dalam lingkungan getaran, tahan terhadap akselerasi yang sangat tinggi (3g~5g), atau terkena tekanan saat memasang magnet. Magnet dapat terkelupas, rontok, terpojok atau retak, dll., sehingga wajar jika ada persyaratan untuk sifat mekanik magnet.
Apa Sifat Mekanik Bahan?
Sifat mekanik suatu bahan umumnya meliputi kekuatan, kekerasan, plastisitas, dan ketangguhan. Parameter sifat mekanik ini memiliki arti fisis yang berbeda.
Kekuatan mengacu pada kemampuan maksimum suatu material untuk menahan efek merusak dari kekuatan eksternal. Intensitas dibagi menjadi beberapa jenis sesuai dengan berbagai bentuk gaya eksternal:
- Kekuatan tarik (tensile strong) mengacu pada batas kekuatan ketika gaya luar berupa gaya tarik
- Kekuatan tekan mengacu pada batas kekuatan ketika gaya eksternal berupa tekanan
- Kekuatan lentur mengacu pada batas kekuatan ketika gaya luar tegak lurus terhadap sumbu material dan menyebabkan material bengkok.
Kekerasan mengacu pada kemampuan suatu material untuk menahan benda keras agar tidak ditekan ke permukaannya. Ini merupakan indikator untuk membandingkan kelembutan dan kekerasan berbagai bahan. Semakin tinggi kekerasannya, semakin kuat kemampuan logam tersebut dalam menahan deformasi plastis.
Plastisitas mengacu pada kemampuan bahan padat untuk menahan deformasi akibat gaya eksternal tertentu. Suatu material dapat berubah bentuk secara permanen tanpa hancur akibat pengaruh gaya luar.
Ketangguhan mewakili kemampuan suatu material untuk menyerap energi selama deformasi plastis dan pecah. Semakin baik ketangguhannya, semakin kecil kemungkinan terjadinya patah getas. Dalam ilmu material dan metalurgi, ketangguhan mengacu pada ketahanan suatu material terhadap patah ketika terkena gaya yang menyebabkannya berubah bentuk. Ini adalah perbandingan energi yang dapat diserap suatu bahan sebelum pecah terhadap volumenya.
Sifat Mekanik NdFeB Sinter
NdFeB yang disinter adalah bahan yang rapuh. Sifat mekaniknya keras dan rapuh, yaitu kekuatan tinggi dan ketangguhan rendah. Hampir tidak ada deformasi plastis sebelum patah, yaitu patah pada tahap deformasi elastis.
Gambar di bawah adalah perbandingan hasil kali energi magnet (BH)m dan ketangguhan patah berbagai bahan magnet permanen. Kita dapat menemukan bahwa NdFeB yang disinter memiliki produk energi magnet (BH)m tertinggi, dan ketangguhan patahnya masih sebanding dengan magnet permanen Sm2Tm17, SmCo5, dan ferit, karena semuanya merupakan bahan magnet permanen yang berbahan dasar senyawa intermetalik dan termasuk dalam bahan Rapuh. . Bahan magnet permanen tanah jarang berikat, Fe-Cr-Co, dan baja magnet memiliki ketangguhan patah terbaik, tetapi produk energi magnetiknya (BH)m jauh lebih rendah dibandingkan produk energi magnetis NdFeB yang disinter.
Bahan rapuh biasanya menggunakan tiga indikator untuk menggambarkan sifat mekanik bahan:
1. Ketangguhan patah biasanya mencerminkan kekuatan ketika retakan meluas pada material. Satuannya adalah MPa·m1/2. Uji ketangguhan patah bahan memerlukan mesin uji tarik, sensor tegangan, ekstensometer, pengukur regangan dinamis amplifikasi sinyal, dll. Selain itu, sampel harus dibuat menjadi lembaran tipis.
2. Kekuatan benturan (ketangguhan patahan tumbukan) mencerminkan energi yang diserap oleh material selama proses patahan akibat tegangan tumbukan. Satuannya adalah J/m2. Nilai kekuatan benturan yang diukur terlalu sensitif terhadap ukuran, bentuk, keakuratan pemrosesan, dan lingkungan pengujian sampel, dan dispersi nilai yang diukur akan relatif besar.
3. Kekuatan lentur diukur dengan metode tekuk tiga titik. Karena sampel mudah diproses dan pengukurannya sederhana, sampel ini paling sering digunakan untuk menggambarkan sifat mekanik magnet NdFeB yang disinter.
Karakteristik kekuatan tinggi dan ketangguhan rendah bahan magnet permanen NdFeB yang disinter ditentukan oleh struktur kristalnya. Selain itu, dua faktor berikut akan mempengaruhi kekuatan lentur magnet permanen NdFeB yang disinter dan juga merupakan cara untuk meningkatkan kekuatannya.
1. Kandungan Nd mempunyai pengaruh tertentu terhadap kekuatan NdFeB yang disinter. Hasil percobaan menunjukkan bahwa pada kondisi tertentu, semakin tinggi kandungan Nd maka semakin tinggi pula kekuatan material tersebut.
2. Penambahan unsur logam lain mempunyai pengaruh tertentu terhadap kekuatan NdFeB yang disinter. Ketika sejumlah Ti, Nb, atau Cu ditambahkan, ketangguhan patah akibat magnet permanen meningkat; ketika sejumlah kecil Co ditambahkan, kekuatan lentur magnet permanen meningkat.
Sifat mekanik komprehensif NdFeB sinter tidak cukup tinggi, yang merupakan salah satu alasan penting membatasi penerapannya di area yang lebih luas. Jika ketangguhan produk dapat ditingkatkan sambil memastikan bahwa sifat magnetiknya ditingkatkan atau tidak diubah, NdFeB yang disinter di bidang Militer, dirgantara, dan bidang lainnya akan memainkan peran yang lebih besar dan memasuki periode pengembangan baru.