Магниты с редкоземельными металлами выходят дешевле мировых аналогов
Учёные Уральского федерального университета (УрФУ) разработали инновационный метод, который значительно повышает стабильность и мощность современных неодимовых магнитов. Эти магниты критически важны для электродвигателей, используемых в нефтедобывающих насосах, стоматологическом оборудовании и других высокотехнологичных областях.
Новый подход позволяет создавать магниты с использованием редкоземельных металлов, которые могут быть значительно дешевле существующих мировых аналогов. В случае успешного внедрения технологии в промышленность, Россия может получить уникальную разработку, не имеющую аналогов в мире. Суть метода, подробно описанного в журнале Journal of Alloys and Compounds, заключается в создании особой структуры «ядро-оболочка» для каждого микроскопического кристаллита в материале магнита.
«Добавка, содержащая редкоземельные металлы, создала на поверхности каждого кристаллита “оболочку”, которая препятствует размагничиванию, что резко увеличивает его коэрцитивную силу», — цитирует портал «Научная Россия» руководителя проекта, завкафедрой магнетизма и магнитных наноматериалов УрФУ Алексея Волегова.
Ключевой показатель — коэрцитивная сила (сопротивление размагничиванию) — был увеличен в разы. Добавка на основе неодима повысила её в 2,5 раза, а использование сплава с тербием дало рост в 3,7 раза, что близко к теоретическому пределу для этого материала. Это делает магниты чрезвычайно устойчивыми к высоким температурам (до 180°C), вибрациям и внешним магнитным полям.
Как пояснил Волегов, традиционный способ увеличения силы магнита — замена неодима на более дорогие тербий или диспрозий — резко удорожает продукт. Российская же технология точечно добавляет дорогие элементы лишь в нужные участки, сохраняя высокие магнитные свойства при незначительном росте себестоимости.
В перспективе учёные планируют освоить 3D-печать таких магнитов, что откроет возможности для создания магнитов любой сложной формы и управления их магнитными свойствами на новом уровне.
Как ранее писал «Монокль», цены на два редкоземельных металла (РЗМ), необходимых для изготовления сверхсильных магнитов, взлетели до более чем 2-летнего максимума. На этот раз в скачке цен виноват не Пекин, а Вашингтон. Дело в том, что американская горнодобывающая компания MP Materials прекратила поставки сырья крупнейшему в Поднебесной производителю магнитов, сделанных из РЗМ. Китай доминирует на рынке редкоземов: в КНР до 90% глобальных мощностей по их переработке. Кроме этого, на долю Китая приходится ок. 70% от их глобальной добычи.