Skip to main content

Nanocrystalline Permanent Magnets Based on Hybrid Metal-Ferrites

Article Category

Article available in the folowing languages:

Rozwiązania problemu magnesów trwałych

Jak dotąd magnesy wytwarzano z metali ziem rzadkich, których podaż jest zagrożona. Jednakże finansowani przez UE naukowcy stworzyli szczególnie atrakcyjne alternatywy bazujące na powszechnie występujących pierwiastkach i innowacyjnych procesach wytwórczych.

Technologie przemysłowe
Badania podstawowe

Magnesy z metali ziem rzadkich są dużo silniejsze niż ferrytowe, co przekłada się na dużo większą sprawność i mniejszy rozmiar silników. Jednakże pierwiastki ziem rzadkich — takie jak skand czy itr — są wydobywane prawie wyłącznie w Chinach, a zwiększające się lokalne zapotrzebowanie doprowadziło do znacznego zmniejszenia eksportu do innych krajów. W tym kontekście finansowani przez UE naukowcy badali metody poprawy właściwości tradycyjnych materiałów magnetycznych poprzez zwiększenie wiedzy z dziedziny nanomateriałów i wykorzystanie niedawnych postępów w nanotechnologii. W ramach projektu NANOPYME (Nanocrystalline permanent magnets based on hybrid metal-ferrites) skupiono się szczególnie na wykorzystaniu ulepszonych ferrytów i nanocząstek metali, aby tworzyć alternatywne magnesy trwałe. Naukowcy znacząco poprawili właściwości magnetyczne ferrytów dzięki syntezie nowatorskich nanokompozytów hybrydowych, bazujących na metalach i tlenkach metalo-ferrytowych. Stworzyli oni technikę zwaną kombinatoryczną syntezą materiałową, łączącą komplementarne właściwości magnetyczne obu materiałów do produkcji magnesów silniejszych od tradycyjnych ferrytów. Nowe magnesy nie są wrażliwe na działanie powietrza, w przeciwieństwie do magnesów opartych na pierwiastkach ziem rzadkich, które trzeba powlekać w celu ochrony przed utlenianiem. Uczestnicy projektu zgłosili patent (P201600092) na mikrokompozytowy materiał magnesów trwałych bez użycia pierwiastków ziem rzadkich oraz metodę jego wytwarzania. Konkurencyjność, bezpieczeństwo, możliwość recyklingu i ekologiczna produkcja to dodatkowe czynniki skłaniające do wprowadzenia tych magnesów na rynek. Aby sprawdzić potencjał nowych materiałów magnetycznych, badacze wykorzystali je do stworzenia pełnoskalowego prototypu silnika do roweru elektrycznego. Ponadto stworzono wysokoprecyzyjne silniki, zawierające magnesy pochodzące z recyklingu odpadów magnetycznych. Jednym z głównych osiągnięć uczestników projektu było pozyskanie homogenicznego proszku strontowo-ferrytowego do wykorzystania w magnesach. Naukowcy opracowali nowy proces umożliwiający poprawę pierwotnych właściwości magnetycznych proszku strontowo-ferrytowego i kobaltowo-ferrytowego. Dzięki projektowi NANOPYME Europa może lepiej wykorzystywać swoje zasoby i zająć wiodącą pozycję w produkcji magnesów trwałych niezawierających pierwiastków ziem rzadkich. Opracowane metody przetwarzania materiałów przyczynią się do znaczącego ograniczenia wpływu produkcji magnesów trwałych na środowisko.

Słowa kluczowe

Magnes trwały, metale ziem rzadkich, NANOPYME, nanokrystaliczny, metalo-ferryty

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania