Порошок самарий-кобальт SmCo5 (КС37)

Порошок самарий-кобальт SmCo₅ — магнитотвёрдый сплав, из которого прессуют и спекают постоянные магниты, работающие при повышенных температурах. В отечественной маркировке сплавы этого типа обозначают КС37 и КС37А (ГОСТ 21559-76). Порошок можно получать не только плавкой и размолом, но и восстановительно-диффузионным методом — прямо из оксида самария и кобальта с помощью кальция или гидрида кальция. Мы поставляем порошки сплавов самарий – кобальт по техническому заданию заказчика. Запросы принимаем на почту 5052082@mail.ru.

Что такое SmCo₅

SmCo₅ — интерметаллид самария и кобальта с гексагональной решёткой. В стехиометрическом соединении 33,8 % самария по массе. Из всех соединений лёгких редкоземельных металлов с кобальтом у SmCo₅ самая высокая магнитокристаллическая анизотропия — именно она даёт магнитам высокую коэрцитивную силу.

Свойство	SmCo5	Sm2Co17 (для сравнения)
Самарий, % по массе (стехиометрия)	33,8	23,1
Температура Кюри	≈ 727–747 °C	≈ 920 °C
Константа анизотропии K1	≈ 17 МДж/м³ — около четырёх раз выше, чем у Sm2Co17	ниже
Максимальное энергетическое произведение лучших магнитов	≈ 200 кДж/м³ (≈ 25 МГс·Э)	более 240 кДж/м³ (≥ 30 МГс·Э)

Для сравнения: у магнитов неодим – железо – бор константа анизотропии около 4,9 МДж/м³, а температура Кюри — около 315 °C. Поэтому там, где магнит греется, применяют самарий-кобальтовые магниты.

Марки по ГОСТ 21559-76

В обозначении «К» — кобальт, «С» — самарий, число — содержание самария в процентах, буква «А» — улучшенная текстура. Содержание самария в КС37А — 36,0–38,5 %, то есть больше стехиометрических 33,8 %.

Марка	Остаточная индукция Br, Тл	Коэрцитивная сила HcB, кА/м	Коэрцитивная сила HcJ, кА/м	(BH)max, кДж/м³
КС37	0,77	540	1300	110
КС37А	0,82	560	1000	130

Значения — не менее, по ГОСТ 21559-76. У КС37 выше коэрцитивная сила по намагниченности, у КС37А — остаточная индукция и энергетическое произведение.

Как получают порошок: плавка или восстановление-диффузия

Плавильный путь. Сплав выплавляют из металлического самария и кобальта, слиток дробят и размалывают до мелкого порошка.

Восстановительно-диффузионный путь. Смесь оксида самария Sm₂O₃ с порошком кобальта нагревают с кальцием (стружкой или гидридом кальция) примерно до 900 °C. Кальций восстанавливает самарий: реакция Sm₂O₃ + 3Ca → 2Sm + 3CaO термодинамически выгодна уже при умеренных температурах. Восстановленный самарий сразу диффундирует в кобальт и образует SmCo₅. Кальция берут с избытком — обычно в 1,5–2,5 раза больше стехиометрии. Затем оксид кальция и избыток кальция отмывают.

Преимущества метода: не нужен металлический самарий, а сплав сразу получается в виде порошка. Тем же способом можно перерабатывать отходы шлифования самарий-кобальтовых магнитов. Особенности, которые учитывают технологи: часть самария испаряется, поэтому его добавляют с избытком, а остатки оксида кальция ухудшают магнитные свойства и должны быть тщательно отмыты.

Где применяются самарий-кобальтовые магниты

• электродвигатели и генераторы, работающие при повышенной температуре;
• датчики и приборы, где важна температурная стабильность магнитного поля;
• авиационная и космическая техника;
• СВЧ-приборы и магнитные системы, где нужна высокая коэрцитивная сила.

Что указать в заявке

• марку (КС37, КС37А или другую по ГОСТ 21559-76) либо химический состав;
• фракцию порошка и количество;
• назначение: прессование магнитов, связанные (полимерные) магниты, исследования;
• требования к кислороду и кальцию.

Вопросы и ответы

Чем SmCo₅ лучше неодимовых магнитов?

Не силой, а температурной стойкостью и коэрцитивностью: температура Кюри SmCo₅ выше 700 °C против примерно 315 °C у неодим – железо – бор, а анизотропия — в несколько раз выше.

Это то же самое, что Sm₂Co₁₇?

Нет. В Sm₂Co₁₇ меньше самария (около 23 % по массе), выше температура Кюри и энергетическое произведение, но анизотропия ниже. К марке КС37 соответствует фаза SmCo₅, а не Sm₂Co₁₇.

Где посмотреть самарий и кобальт?

Самарий СмМ-1, кобальт металлический.

Заказать порошок самарий-кобальт

Поставим порошок сплава самарий – кобальт по ГОСТ 21559-76 или по вашему техническому заданию. Пришлите марку или состав, фракцию и количество на почту 5052082@mail.ru — ответим по срокам и стоимости.