Постоянные магниты научились производить без тяжелых редкоземельных элементов

Фото из открытых источников

Традиционные технологии производства постоянных магнитов в большой степени зависят от тяжелых редкоземельных элементов. Но их сегодня добывают лишь в Китае. Чтобы решить проблему зависимости от экспорта, южнокорейскими материаловедами разработан инновационный процесс производства с применением исключительно легких редкоземельных элементов.

Издание EurekAlert напоминает: постоянные магниты остаются важнейшим компонентом промышленных товаров с высокой добавленной стоимостью, таких как двигатели электромобилей и роботы. Суть новации ученых из Корейского института материаловедения заключена в двухэтапном процессе диффузии по границам зерен.

Диффузией по границам зерен называют ключевую технологию, разработанную для усовершенствования характеристик постоянных магнитов. В этом алгоритме на поверхность магнита наносятся тяжелые редкоземельные материалы, затем идёт этап высокотемпературной термической обработки. В процессе такой обработки тяжелые редкоземы распределяются вдоль границ зерен внутрь магнита, что улучшает коэрцитивность, то есть, способность магнита сохранять намагниченность.

Двухэтапный процесс диффузии по границам зерен, который сейчас разработали ученые, включает термическую инфильтрацию в магнит нового материала, который содержит металл с высокой температурой плавления, с последующим охлаждением при комнатной температуре. Далее празеодим, дешевый легкий редкоземельный материал, повторно проникает в магниты при повышенной температуре.

Ключевой новацией этой технологии является способность подавлять аномальное укрупнение зерен, раньше ухудшавшее эффективность диффузии и магнитные характеристики. Улучшенная коэрцитивность даёт возможность магниту соответствовать классам производительности от 45 SH до 40 UH, а это уже эквивалент коммерческим магнитам, содержащим тяжелые редкоземельные элементы.

При масштабировании производства можно будет снизить производственные затраты при одновременном росте производительности в отраслях с высокой добавленной стоимостью, в частности, в производстве электромобилей, беспилотников и летающих автомобилей.