两种看不见的气体在很大程度上决定了钕磁铁的质量:。这两种气体都无法通过常规的金属分析检测出来,因此需要专门的测试——而测试结果能充分反映磁铁制造工艺的优劣。

氧:含量过高会使磁铁变弱

钕铁硼最初以极细的金属粉末形式存在——颗粒直径仅有几微米。细粉末具有巨大的表面积,而表面积意味着氧化。如果混入过多的氧,磁铁烧结效果就会变差:成品密度降低、强度减弱,磁性能也随之下降。这就是为什么粉末要在惰性气体环境下处理,也是为什么供应商将粉末中的氧含量控制在约1500 ppm以下。氧含量也是一个很好的早期预警信号:如果各批次数值逐渐攀升,说明工艺过程中存在泄漏。

氢:生产中不可或缺,残留则危害巨大

氢实际上是刻意使用的。一个称为氢碎(氢脆)的工艺步骤利用吸氢作用使合金碎裂成粉末。关键在于:必须在烧结前通过真空加热将氢完全驱除。如果残留过多,磁铁会变脆——零件在机加工或装配过程中可能开裂。当一批磁铁突然出现断裂时,残留氢往往是首要怀疑对象。

测试原理

这两种气体均由同一种仪器测量:惰性气体熔融分析仪。将少量样品放入石墨坩埚中,在极高温度下熔化。释放出的气体被载气带走并测量——氧通过红外吸收法测定,氢通过热导法测定。结果以简单的ppm数值呈现,直接反映工艺是否健康。

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