Wysokowydajne magnesy trwałe nowej generacji nie wytwarzane z metali ziem rzadkich.
Siłą napędową są tutaj nie tylko naukowa dociekliwość, ale również potrzeby m.in. producentów samochodów elektrycznych i elektrowni wiatrowych. Segment magnesów trwałych (PM) wytwarzanych z metali ziem rzadkich stanowi ponad 60% całkowitego rynku magnesów, a jego wartość przekracza 6 miliardów USD. Pozostała część to magnesy wytwarzane z ferrytu oraz stopów żelaza, zawierających glin, nikiel i kobalt, znanych pod nazwą Alnico. Istnieje wiele rodzin magnesów trwałych. Najsilniejsze magnesy trwałe wytwarzane są z pierwiastków ziem rzadkich, natomiast dobrą alternatywą jest magnes neodymowy, wytwarzany z połączenia neodymu, żelaza i boru, choć jest to materiał bardzo drogi, a maksymalna temperatura pracy wynosi zaledwie 200°C. Wyższe temperatury pracy uzyskuje się w przypadku magnesów samarowo-kobaltowych typu 1:5 i 2:17, lecz ich koszt jest jeszcze większy. Celem projektu REFREEPERMAG (Rare earth free permanent magnets) było zaprojektowanie i wytworzenie magnesów trwałych nowej generacji metodą nanotechnologii, bez konieczności wykorzystania strategicznych materiałów. W pierwszym etapie wykonano teoretyczne modelowanie z zastosowaniem podejścia kombinatorycznego najbardziej obiecujących nanostruktur w celu uzyskania wysokiej wydajności. W procesie syntezy i produkcji nowego materiału wykorzystano cały szereg strategii fizycznych i chemicznych, w tym cienkowarstwową syntezę kombinatoryczną i syntezę nanoprzewodów metodą modyfikacji polioli, elektrodepozycję, współprecypitację, metodę zol-żel i elektrochemię. Wszystkie materiały dokładnie opisano pod kątem właściwości strukturalnych, mikrostrukturalnych, magnetycznych i transportowych. Wykonano pomiary krystalograficzne, składu materiału, morfologii powierzchni oraz zachowania elektrycznego i termicznego podczas transportu. Do produkcji rzeczywistych urządzeń wybrano materiały o najlepszych właściwościach. Aktualnie trwają testy prowadzone przez zaangażowanych partnerów przemysłowych z poszczególnych branż. Projekty najbardziej wydajnych urządzeń zostaną przygotowane do procedury uzyskania licencji oraz produkcji na masową skalę w obszarach, gdzie powstała nisza.
Słowa kluczowe
Magnesy trwałe, metale ziem rzadkich, ferryty, Alnico, REFREEPERMAG
