Покращені, без важких рідкоземельних елементів, недорогі магніти для електромобілів можуть знизити витрати на мобільність: звіт

Вчені виготовили вдосконалені недорогі, важкі магніти з високим вмістом Nd-Fe-B без рідкоземельних елементів, які користуються великим попитом для електромобілів і можуть зробити їх доступнішими.

Понад 90% електромобілів використовують безщітковий DC (BLDC) двигуни, виготовлені з рідкоземельних магнітів на основі неодиму, заліза, бору (Nd-Fe-B).

Магніти Nd-Fe-B, що використовуються в електромобілях, працюють при високих температурах 150–200°C і повинні демонструвати високу стійкість до розмагнічування, здатності, якої не мають чисті магніти Nd-Fe-B. Отже, металевий диспрозій (Dy) додається як сплав для підвищення стійкості до розмагнічування.

Дослідники в усьому світі намагаються покращити коерцитивну силу (стійкість до розмагнічування) магнітів NdFeB без використання дорогого Dy. Стратегія, прийнята дослідницьким співтовариством для посилення коерцитивної сили, полягає в збагаченні області між зернами магніту Nd-Fe-B «немагнітними» елементами за допомогою відповідної термічної обробки (дифузія меж зерен).

З моменту відкриття Сагавою в 1984 році магніт Nd-Fe-B був одним із найбільш затребуваних постійних магнітних матеріалів для багатьох застосувань завдяки винятковій комбінації магнітних властивостей.

Нещодавно вчені з Центру автомобільних енергетичних матеріалів Міжнародного перспективного науково-дослідного центру порошкової металургії та нових матеріалів (ARCI), автономного центру досліджень і розробок Департаменту науки і технологій (DST) уряду Індії, покращили коерцитивна сила ніобій (Nb)-вмісної прядіння з розплаву стрічки Nd-Fe-B за допомогою процесу граничної дифузії зерен (GBDP) з використанням сплаву з низькою температурою плавлення Nd70Cu30, який діє як джерело для «немагнітного» елемента.

Вони повідомили про обмежений ріст зерен під час дифузії по межах зерен через випадання Nb, що сприяє збагаченню міддю (Cu) на границях зерен, сприяючи підвищенню стійкості до розмагнічування порошків Nd-Fe-B. Значення коерцитивної сили 1 Тл при 150°C, критичне для автомобільних застосувань, досягнуте в цьому дослідженні, опублікованому в Materials Research Letter, може бути корисною стратегією для розробки магнітів без Dy для застосувань EV.

Nd-Fe-B

ARCI наважився на створення пілотного заводу з виробництва магнітів Nd-Fe-B, наближених до сітчастої форми, у рамках великого проекту, який фінансується Радою науково-технічних досліджень (SERB) відповідно до місії Atmanirbhar Bharat. Уряд Індії. Згадана стратегія буде досліджена для магнітів, виготовлених на пілотному заводі.

Нова стратегія також може бути використана для комерційного виробництва магнітів Nd-Fe-B в Індії, скорочуючи імпорт, який відповідає основним вимогам автомобільного сектора.