В Южной Корее разрабатывают постоянные магниты без редкоземельных металлов, чтобы снизить зависимость от Китая
- KOREA HERALD
- 3 дня назад
- 2 мин. чтения
Корреспондент Гу Бон Хёк
- Южная Корея разрабатывает технологию производства постоянных магнитов нового поколения на основе марганца-висмута (Mn-Bi)
Порошок марганца-висмута (Mn-Bi) и постоянный магнит на их основе, разработанные исследовательской командой
Группа исследователей под руководством докторов Пак Чжи Хуна и Ким Чон Ву из Отделения по исследованию наноматериалов при Корейском передовом материаловедения (KIMS) разработала технологию производства постоянных магнитов нового поколения из нередкоземельных металлов Mn-Bi (марганец-висмут), которая позволяет обеспечить мощные магнитные характеристики мирового класса. Технологию передаст южнокорейской компании Novatech (веб-сайт: https://mynovatech.com), ведущему производителю магнитов в стране. Ожидается, что после коммерциализации она станет первым в мире постоянным магнитом на основе нередкоземельных металлов Mn-Bi, который будет применяться в промышленности.
Сейчас на рынке постоянных магнитов доминируют редкоземельные элементы, такие как Nd (неодим). Однако на это сильно повлияли изменения в политике Китая в части экспорта редкоземельных элементов и волатильность цен, поэтому существует острая необходимость в альтернативных технологиях, способных обеспечить высокую производительность без использования редкоземельных элементов. В качестве альтернативы привлек внимание нередкоземельный Mn-Bi, но его коммерциализация была затруднена фундаментальными ограничениями.
Чтобы порошок Mn-Bi обладал сильным магнетизмом, он должен сохранять высокую чистоту в низкотемпературной фазе (LTP), но он легко окисляется или фазово декомпозируется в процессе спекания (сжатия порошка в твердую массу при высоких температурах), что снижает его чистоту. Например, когда муку замешивают с водой при температуре выше определенной, смесь становится бесформенной и размытой, и из нее трудно сделать твердую массу. Подобно этому, во время высокотемпературного спекания порошок Mn-Bi легко разлагается и трудно сформировать в одну плотную массу.
Исследователи разработали технологию производства постоянных магнитов из редкоземельных металлов Mn-Bi, которая позволяет преодолеть эти ограничения. Они сделали высокочистый порошок Mn-Bi размером с однодоменной частицы, используя техпроцесс с возможностью массового производства для увеличения коэрцитивной силы, а также с помощью новой методики низкотемпературного спекания увеличил плотность магнитов более чем на 95 процентов. В результате исследователям удалось стабильно достигать максимальный энергетический продукт в 10,5 MGOe (мега-Гаусс-Эрстед), что является самым высоким показателем в мире. Кроме того, магнетизм сохранялся даже после спекания и без каких-либо окисления или разложения, что делает возможным массовое производство в промышленных масштабах.
Студент-исследователь Сон Ён Ун (слева) и старший научный сотрудник Пак Чжи Хун (справа), проводившие исследование [Предоставлено Корейским институтом материаловедения].
Технология может быть применена в различных отраслях промышленности, таких как электродвигатели для электромобилей, генераторы и полупроводниковые компоненты, а также позволит уменьшить размер и одновременно повысить эффективность существующих электродвигателей, в которых в настоящее время используются ферритовые магниты. Кроме того, ожидается, что она создаст огромную экономическую ценность не только в Корее, но и на мировом рынке, поскольку сможет заменить магниты, используемые в больших количествах в повседневной жизни и промышленности, например, в кондиционерах.
Сейчас исследовательская команда совместно с южнокорейской компанией Novatech устанавливает оборудования для «квазисерийного» производства, а также работает над оптимизацией процесса для массового производства и коммерциализации в будущем. Они также намерены достичь максимальный энергетический продукт в 12 МГОэ путем продолжения исследований и разработок.
«Благодаря этому исследованию мы обеспечили возможность того, что Корея станет первой страной в мире, которая коммерциализирует постоянные магниты на основе Mn-Bi» - сказал Пак Чжи Хун, старший научный сотрудник, добавив: «Если данная технология будет успешно коммерциализирована, это уменьшит нашу зависимость от редкоземельных магнитов и поможет южнокорейским компаниям стать более конкурентоспособными на мировом рынке“.
Comments