REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Sm-Co magneti so drugi najpogosteje uporabljeni trajni magneti na osnovi elementov
redkih zemelj, najbolj razširjeni so Nd-Fe-B magneti. Magneti se uporabljajo v
najrazličnejše namene, tako v elektroniki, letalski in vesoljski industriji kot tudi v
medicinske namene. Trenutno Sm-Co magneti zagotavljajo najvišjo koercitivnost in
termično stabilnost. Magnete v glavnem sestavljata redka zemlja (Sm) in kobalt (Co). V
zadnjem desetletju je Evropska komisija oba omenjena elementa zaradi negotovega vira
prepoznala kot kritična. Dostopnost teh elementov na trgu nadzirata državi, ki imata
njihove glavne vire; Kitajska ima elemente redkih zemelj Kongo pa Co. Približno 20 %
vseh izkopanih redkih zemelj se porabi za proizvodnjo magnetov. Glede na navedena
dejstva je za ohranjanje trajnostnega vira teh strateških kovin najbolj smiselna uvedba
reciklaže Sm-Co magnetov. Postopek hidrogenizacije z vodikom je bil uporabljen kot
učinkovit postopek za direktno reciklažo obeh vrst Sm-Co sintranih magnetov; SmCo5 in
Sm2Co17. SmCo5 magneti so uspešno razpadli že v 3 urah pri 1 bar vodika in sobni
temperaturi, medtem ko so Sm2Co17 magneti potrebovali bolj ostre pogoje; 2 dni v vodiku
pri 20 bar. Raziskave so potrdile, da lahko več kot 98 ut.% recikliranega materiala
zmešamo s svežim materialom in dobimo sintrane magnete z magnetnimi lastnostmi, ki so
primerljive z originalnimi magneti. Magnetne lastnosti recikliranih SmCo5 magnetov so:
remanenca (Br) = 0,95 T, koercitivnost (iHc) > 1500 kA/m in maksimalen energijski
produkt ((BH)max) = 171,1 kJ/m3 , magnetne lastnosti recikliranih Sm2Co17 pa so:
remanenca (Br) = 1,09 T, koercitivnost (iHc) > 1500 kA/m in maksimalen energijski
produkt ((BH)max) = 218,3 kJ/m3. Postopek sintranja z iskrečo plazmo (SPS) je
alternativen postopek, ki se je izkazal kot primeren za sintranje izotropnih SmCo5
magnetov iz recikliranega prahu z gostoto blizu teoretične gostote in koercitivnostjo
enakovredno konvencionalno sintranim magnetom. Postopek pa se ni izkazal kot
primeren za izdelavo Sm2Co17 magnetov. Sm2Co17 magneti, sintrani s plazmo, imajo 200
kA/m nižjo koercitivnost, kar je posledica mikrostrukture, ki nastane med postopkom
sintranja. Narejeni so bili tudi anizotropni polimerno vezani magneti iz recikliranega
prahu po preprostem postopku mešanja kovinskega prahu s polimernim vezivom.
Homogena mešanica je bila usmerjena v magnetno polje , stisnjena in toplotno obdelana.
Sm2Co17 magneti so pokazali dobre magnetne lastnosti; Br = 0,58 T, iHc > 1500 kA/m in
(BHmax = 56 kJ/m3. Slabšo koercitivnost iHc >250 kA/m so pokazali SmCo5 magneti,
verjetno zaradi Sm faze, ki je oksidirala med samo pripravo mešanic. Večina proizvedenih
magnetov je površinsko zaščitenih s plastjo Ni-Cu-Ni kot zaščito pred korozijo in
okrušitvami. Preverili smo, do katere mere prisotnost prevleke nima negativnega vpliva
na magnetne lastnosti. Raziskave so pokazale da <2 ut.% ostankov Ni-Cu-Ni plasti ne moti
pri SmCo5 magnetih in <1 ut.% ostankov pri Sm2Co17 magnetih. Pred postopkom reciklaže
je torej treba večino te plasti odstraniti, ker negativno vpliva na magnetne lastnosti
recikliranih magnetov. Raziskave so pokazale, da se 98 ut.% prevleke uspešno odstrani s
postopkom sejanj po hidrogenaciji magnetov z zaščitno plastjo z vodikom. Preučen pa je
bil tudi kemijski postopek odstranjevanja plasti z 2 M HNO3 ali z 1 % Br v organski
raztopini. Uporaba Br raztopine se je izkazala kot obetaven postopek, ki zaščitno plast z
magneta odstrani že v kratkem času; do 20 minut. Končno smo kot postopek reciklaže
preizkusili še postopek nalivanja taline na hlajeni valj (strip casting). Ugotovljeno je bilo,
da so izkoristki tega postopka slabi, saj so nižji od 50 ut%.