Երկրական հողերից ազատված NdFeB մագնիսներ. Տեխնոլոգիական հաջողություններ և արժեքներ

Երկրական հողերից ազատված NdFeB մագնիսներ. Տեխնոլոգիական հաջողություններ և արժեքներ

Դաշտում մագնիսներ , վերջին տարիներին քիչ նորամուծումներ են այդքան շատ ուշադրություն գրավել, որքան ահա այս հզոր հարաբերական հողերից ազատ NdFeB մագնիսների մշակումը: Այս մագնիսները ներկայացնում են արդյունաբերության մեջ կարևոր փոփոխություն, որը հասցնում է երկու կարևոր խնդիրների՝ հզոր հարաբերական հողերի (այսինքն՝ դիսպրոզիումի (Dy) և տերբիումի (Tb)) սակավության և անկայունության և բարձր արդյունավետությամբ և հասանելի գնով մագնիսական նյութերի աճող պահանջարկին: Որպես մագնիսների և մագնիսական գործիքների արտադրության առաջատար ընկերություն, նեոդիմիումի մագնիսներ այս նորամուծումների զարգացման գործում մոտիկ հսկել է այդ նորամուծումների ներուժը՝ վերաձևակերպելու շուկաները վերականգնվող էներգիայից մինչև սպառողական էլեկտրոնիկան: Այս բլոգը մտնում է այս փոփոխությունների մեջ մղող ամենակարևոր տեխնոլոգիաներից մեկի՝ հանքային սահմանի դիֆուզիայի (GBD) մեջ՝ դիսպրոզիումի նվազեցման համար, քննարկելով կորացող գործընթացները, արդյունավետության բարելավումները և արժեքային հետևանքները: մշտական մագնիսներ և մագնիսական գործիքների արտադրության մեջ, AIM մագնիս այս նորամուծումների զարգացման գործում մոտիկ հսկել է այդ նորամուծումների ներուժը՝ վերաձևակերպելու շուկաները վերականգնվող էներգիայից մինչև սպառողական էլեկտրոնիկան: Այս բլոգը մտնում է այս փոփոխությունների մեջ մղող ամենակարևոր տեխնոլոգիաներից մեկի՝ հանքային սահմանի դիֆուզիայի (GBD) մեջ՝ դիսպրոզիումի նվազեցման համար, քննարկելով կորացող գործընթացները, արդյունավետության բարելավումները և արժեքային հետևանքները:

Հանքային սահմանի դիֆուզիա (GBD) դիսպրոզիումի նվազեցման համար

Հանքային սահմանի դիֆուզիան (GBD) արտահայտվել է որպես խաղափոխող մեթոդ հզոր հարաբերական հողերի նվազեցման կամ վերացման փորձի ընթացքում նեոդիմիումի մագնիսներ . Ավանդական NdFeB մագնիսները հիմնված են դիսպրոզիումի և տերբիումի վրա՝ կոերցիայի (մագնիսացման դիմադրության ունակությունը) և ջերմաստիճանային կայունությունը բարելավելու համար, հատկապես բարձր ջերմաստիճանների կիրառման դեպքում, ինչպես էլեկտրական ավտոմեքենաների (EV) շարժիչներում և քամու տուրբիններում: Այնուամենայնիվ, այս HRE-ները թանկ են և աշխարհագրական կենտրոնացած են, ստեղծելով մատակարարման շղթայի խորանիստ խնդիրներ: GBD-ն այս խնդիրը լուծում է՝ մագնիսի մակերեսին տեղադրելով HRE-ի (կամ այլընտրանքային տարրերի) բարակ շերտ, որն ապա ջերմային մշակման ընթացքում տարածվում է հանքային սահմաններով՝ նվազեցնելով HRE-ի ընդհանուր օգտագործումը մինչև 90%-ով համեմատած խորասուզման մեթոդների հետ:

Այս մոտեցումը պահպանում է NdFeB միջուկի բարձր հագեցման մագնիսացման մակարդակը՝ ամրապնդելով հանքային սահմանները, որտեղ սովորաբար սկսվում է մագնիսացման կորուստը: Արտադրողների համար, ինչպես ԱՌՏԱ M Mag ցանց , որը մասնագիտացած է ուժեղ մագնիտներ և նորարական մագնիսական լուծումներով GBD-ն ապահովում է բարձր կատարում ունեցող մագնիսների արտադրության ճանապարհ սահմանափակ ռեսուրսների վրա կախվածությունը նվազեցնելով: Ստորև քննարկվում են GBD տեխնոլոգիայի հիմնարար նվաճումները, ներառյալ Anhui Hanhai-ի նանոմետրային փոշու լեգիրացման գործընթացը, արդյունավետության չափանիշները և արժեքային առավելությունները:

Anhui Hanhai-ի նանոմետրային փոշու լեգիրացման գործընթացը

Anhui Hanhai Magnetic Materials Co., Ltd-ն մշակել է նանոմետրային փոշու լեգիրացման գործընթաց, որն ավելի արդյունավետ դարձնում է հանգույցների միջև տարածման գործընթացը, ինչն էլ հետագայում նվազեցնում է դիսպրոզիումի օգտագործումը նեոդիմիումի մագնիսներ . Ավանդական GBD մեթոդները հաճախ օգտագործում են պինդ կամ հեղուկ HRE աղբյուրներ (օրինակ՝ դիսպրոզիումի օքսիդ), որոնք կիրառվում են մագնիսի մակերեսին, սակայն բարդ ձևեր ունեցող մագնիսներում հավասարաչափ տարածում ստանալը դժվարանում է: Hanhai-ի նորամուծումը բացահայտվում է նանոչափի լեգիրանտների՝ սովորաբար հազվագյուտ հողային օքսիդների կամ համաձուլվածքների ներմուծման մեջ մագնիսական փոշիների մեջ սինտերվածքի ընթացքում, ստեղծելով ավելի համասեռ տարածման խթանիչների բաշխում:

Ահա թե ինչպես է աշխատում այդ գործընթացը.

Արդյունքում ստացվում է մագնիս, որտեղ դիսպրոզիումը կենտրոնացած է միայն հանգույցների սահմաններում, թողնելով NdFeB միջուկը ծանր հազվադեպ հողերից ազատ: Այս թիրախային մոտեցումը նվազեցնում է դիսպրոզիումի ընդհանուր պարունակությունը 30-40% համեմատած սովորական GBD մեթոդների հետ, դարձնելով այն հեղափոխական մեթոդ ծանր հազվադեպ հողերից ազատ NdFeB մագնիսներ .

Արտադրողների համար, ինչպես AIM մագնիս որն արտադրում է տիպիկ hi end մագնիտներ սկսած մագնիսական կոկորդներ արդյունաբերական նշանակման բաղադրիչների, այսպիսի գործընթացների ընդունումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել նյութերի արժեքը՝ պահպանելով արդյունավետությունը: Նանոմետրային լեգիրավորման մեթոդը նաև բարելավում է մասշտաբայնությունը, քանի որ այն համատեղելի է գոյություն ունեցող սպինթերի գծերի հետ՝ կրիտիկական է էլեկտրական ավտոմեքենաների, ռոբոտների և վերականգնվող էներգետիկ համակարգերում օգտագործվող մագնիսների խոշոր արտադրության համար:

Արդյունավետության չափանիշներ՝ կոերցիվ ուժի բարելավում (+3կՕե) և ջերմաստիճանային կայունություն

Դիսպրոզիումի նվազեցման հիմնական նպատակը նեոդիմիումի մագնիսներ նպատակ է պահպանել կամ բարելավել կատարումը, հատկապես կոերցիվ ուժը (Hc) և ջերմաստիճանային կայունությունը՝ երկու հատկություններ, որոնք կրիտիկական են բարձր ջերմաստիճանային կիրառումների համար: Անհուի Հանհայի նանոմետրային փոշու լեգիրավորման գործընթացը համատեղված GBD-ի հետ, տալիս է հզոր արդյունքներ երկու ոլորտներում էլ:

Կոերցիվ ուժի բարելավումներ : Կոերցիվ ուժը մագնիսի դիմադրության չափ է դեմագնիսացման նկատմամբ: Ավանդական NdFeB մագնիսները, որոնք չեն պարունակում ծանր հազվագյուտ հողեր, հաճախ ունեն կոերցիվ ուժի արժեքներ 10 kOe-ից ցածր, ինչը սահմանափակում է դրանց օգտագործումը բարձր ջերմաստիճանային միջավայրերում (օրինակ՝ EV շարժիչներ, որոնք աշխատում են 150°C+ ջերմաստիճանում): GBD-ի և նանոմետրային լեգիրավորման միջոցով Անհուի Հանհայի մագնիսները հասնում են կոերցիվ ուժի բարձրացման +3kOe (մոտավորապես 11 kOe-ից մինչև 14 kOe) սենյակի ջերմաստիճանում: 150°C ջերմաստիճանում կոերցիվ ուժը մնում է 10 kOe-ից բարձր՝ համեմատելի դիսպրոսիումով հարուստ մագնիսների հետ, սակայն 30-40% պակաս HRE պարունակությամբ:

Այս բարելավումը պայմանավորված է HRE-ով հարուստ հանքային սահմաններով, որոնք հանդիսանում են «ամրակցման կետեր», որոնք կանխում են տիրույթի պատերի շարժումը արտաքին մագնիսական դաշտերի կամ ջերմության ազդեցությամբ: Քամու տուրբինային գեներատորների նման կիրառումների համար, որտեղ մագնիսները ենթարկվում են ջերմաստիճանի և մեխանիկական լարվածության փոփոխությունների, այս բարելավված կոերցիվ ուժն ապահովում է երկարաժամկետ հուսալիություն՝ սա կենտրոնական մարքեթինգային առավելություն է AIM մագնիս ի արդյունաբերական հաճախորդների համար:

Ջերմաստիճանի կայունություն բարձր ջերմաստիճանային կայունությունը քանակապես որոշվում է կոերցիվ ուժի ջերմաստիճանային գործակցով (αHc), որն արտացոլում է, թե ինչքանով է նվազում կոերցիվ ուժը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ: Ավանդական դիսպրոզիումից ազատ NdFeB մագնիսներն սովորաբար ունենում են αHc արժեքներ -0,6% /°C կամ ավելի վատ, այսինքն՝ կոերցիվ ուժը 0,6%-ով նվազում է ամեն 1°C ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում: Անհույ Հանհայի GBD-մշակված մագնիսները, այնուամենայնիվ, հասնում են αHc արժեքների -0,45% /°C, շնորհիվ հանքային սահմաններում HRE-ի հավասարաչափ բաշխմանը:

Այս կայունությունը թույլ է տալիս մագնիսներին հուսալի աշխատել մինչև 180°C-ի հասնող միջավայրերում՝ հարմար աերոտիեզերական բաղադրիչների, արդյունաբերական շարժիչների և նույնիսկ բարձր հզորության համար ձկնորսական մագնիսներ օգտագործվում է ծայրահեղ պայմաններում: Ըստ AIM մագնիս , որն առաջարկում է ուժեղ մագնիտներ տարբեր կիրառությունների համար, այս ջերմաստիճանային տիրույթը նոր շուկաներ է բացում, որտեղ ջերմության տակ տևականությունը չի կարող վիճարկվել:

Այլ ցուցանիշներ : Կարևոր է, որ այս ձեռքբերումները չեն գալիս այլ հիմնարար հատկությունների հաշվին: Մնացորդային մագնիսականությունը (Br)՝ մագնիսացման հետևանքով պահպանված մագնիսական ինդուկցիան, մնում է 13,5 կԳ-ից բարձր, համեմատելի ավանդական NdFeB մագնիսների հետ: Էներգետիկ արտադրանքը (BHmax), մագնիսի հզորության չափանիշը, մնում է 35-40 MGOe միջակայքում, ինչը դարձնում է այս հազվագյուտ հողերից ազատված մագնիսները հարմար բարձր հզորության կիրառությունների համար, ինչպիսիք են EV շարժիչները և MRI մեքենաները:

Չինաստանի երկաթի և պողպատի հետազոտական ինստիտուտի խմբի (CISRI) կողմից անկախ փորձարկումները հաստատում են այս արդյունքները՝ Անհույ Հանհայի գործընթացի միջոցով արտադրված մագնիսները համապատասխանում են կամ գերազանցում են արդյունաբերական ստանդարտները համապատասխան ոլորտներում hi end մագնիտներ համաձայն կոռոզիայի դիմադրության, մեխանիկական ամրության և երկարաժամկետ մաշվածության: Այս վալիդացիան կարևոր է արտադրողների համար, ինչպես AIM մագնիս որ ցանկանում են ընդունել տեխնոլոգիան, քանի որ այն ապահովում է համապատասխանություն համաշխարհային սերտիֆիկացիաներին (օրինակ՝ IATF 16949 ավտոմոբիլային կիրառումների համար):

Ծախսերի վերլուծություն՝ ավանդական մեթոդների համեմատ 15-20% արտադրության խնայում

Կատարումից բացի՝ ծանր հազվադեպ հողերից ազատ NdFeB մագնիսներ կախված է արտադրության ծախսերից: Դիսպրոզիումի օգտագործման կրճատմամբ GBD-ն ապահովում է նանոմետրային լեգիրավորմամբ կատարված խնայումներ՝ 15-20% ավանդական մեթոդների համեմատ, ըստ արդյունաբերական վերլուծությունների: Եկեք վերլուծենք ծախսային գործոններն ու խնայումները՝

Սկզբնապաշտպանների գիներ դիսպրոզիումը համարվում է ամենաթանկ հազվադեպ հողային տարրերից մեկը, որի գինը տատանվում է 100-200 դոլար մեկ կիլոգրամի համար (նեոդիմի դեպքում՝ 50-80 դոլար/կգ): Բարձր ջերմաստիճանային կիրառումների համար նախատեսված ավանդական NdFeB մագնիսները պարունակում են 5-8 քաշային % դիսպրոզիում, որը նյութի արժեքին ավելացնում է 5-16 դոլար/կգ: Անհուի Հանհայի գործընթացը դիսպրոզիումի պարունակությունը նվազեցնում է մինչև 2-3 քաշային %, ինչի արդյունքում հումքի ծախսերը կրճատվում են 3-10 դոլար/կգ-ով՝ հանգեցնելով HRE-ին կապված ծախսերի 30-40% նվազմանը։

1000 տոննա մագնիս տարեկան արտադրող արտադրողի համար սա նշանակում է 3-10 միլիոն դոլար տնտեսահարկություն հումքի վրա։ Ընկերության համար, որը մասշտաբայնում է արտադրությունը ավտոմոբիլների, AIM մագնիս և արդյունաբերական բաղադրիչների մագնիսական կոկորդներ , MagSafe մագնիսները համար, այս տնտեսահարկությունները կարող են վերագործադրվել հետազոտությունների և մշակումների մեջ կամ փոխանցվել հաճախորդներին՝ մրցունակությունը մեծացնելու համար։

Արտադրողության արդյունավետություն : Ավանդական դիսպրոզիտի լեգիրումը պահանջում է մի քանի քայլ. համաձուլվածքային թիթեղներ ստանալու հալման պտտում, ջրածնի մանրացում և խոշոր լեգիրում. դրանք բոլորը ժամանակ են ծախսում և էներգիայի ավելցուկային ծախսեր ունեն: Նանոմետրային փոշու լեգիրման հետ GBD-ն այս գործընթացը պարզեցնում է՝ դիֆուզիան ինտեգրելով սպինտերինգի մեջ, արտադրության ժամանակը 10-15%-ով կրճատելով: Էներգիայի սպառումը նույնպես նվազում է, քանի որ հետ-սպինտերինգ ջերմային մշակումները (ավանդական GBD-ի համար պարտադիր) նվազեցվում են:

Աշխատանքի ծախսերը մեկ այլ գործոն են. քայլերի քանակի նվազեցումը նշանակում է նյութերի կեղծ մշակման և որակի վերահսկման համար ավելի քիչ աշխատողների կարիք: Ընդհանուր առմամբ, այս արդյունավետությունները միավորի արտադրության ծախսերը 5-8%-ով նվազեցնում են՝ ավելացնելով դիսպրոզիտի օգտագործման 10-12% խնայողությունից, ընդհանուր առմամբ 15-20% կազմելով:

Մատակարարման շղթայի դիմադրություն : Դիսպրոզիտի մատակարարումը գերակշռում է Չինաստանը (աշխարհի արտադրության 90%), ինչը գներին արտահանման սահմանափակումների, երկրաքաղաքական լարվածությունների կամ էկոլոգիական կանոնակարգերի ենթարկում է: Դիսպրոզիտի վրա հիմնվածությունը նվազեցնելով՝ արտադրողները, ինչպես AIM մագնիս նվազեցնել այդ ռիսկերը: Օրինակ՝ 2010 թ. հազվադեպ հողային ճգնաժամի ընթացքում դիսպրոզիումի գները 500%-ով աճեցին. Հանհայի գործընթացն օգտագործող մագնիսների դեպքում ծախսերը ավելացած կլինեին միայն 150%-ով՝ ցածր HRE պարունակության պատճառով:

Ընդհանուր սեփականաշնորհման արժեք (TCO) հաճախորդների համար : Վերջնական օգտագործողների համար (օրինակ՝ EV արտադրողներ, քամու տուրբինների ընկերություններ), TCO-ն ներառում է միայն մագնիսների արժեքը, այլ նաև սպասարկումը և փոխարկումը: GBD-մշակման մագնիսների բարելավված տևականությունը և ջերմաստիճանային կայունությունը նվազեցնում են անհաջողության դեպքերը՝ նվազեցնելով երկարաժամկետ TCO-ն 5-7%: Սա ստեղծում է հաղթող-հաղթող իրավիճակ՝ արտադրողները խնայում են արտադրության վրա, իսկ հաճախորդները՝ կյանքի ցիկլի ծախսերի վրա:

Արդյունք

Գահավի սահմանի դիֆուզիան նանոմետրային փոշու դոպինգով՝ ինչպես Անհույ Հանհայի նորամուծումային գործընթացը, ցույց է տալիս կոմերցիոն հնարավորությունների դեպի մի կարևոր քայլ ծանր հազվադեպ հողերից ազատ NdFeB մագնիսներ : Դիսպրոզիումի օգտագործումը 30-40%-ով նվազեցնելով՝ միաժամանակ բարելաշնորհման ուժը 3 kOe-ով և բարելաշնորհելով ջերմաստիճանային կայունությունը, այս տեխնոլոգիան հասցնում է ինչպես կատարման, այնպես էլ ծախսերի մակարդակի հետ կապված մարտահրավերներին: Արտադրողների համար, ինչպիսին AIM մագնիս , որն մասնագիտացել է մշտական մագնիսներ և մագնիսական գործիքների 2006 թվականից սկսած՝ ներդնելով այսպիսի նորամուծումներ, համապատասխանում է նրանց որակի, նորամուծության և կայունության նկատմամբ ունեցած պարտավորությանը։

Քանի որ պահանջարկը ուժեղ մագնիտներ աճում է արդյունաբերության տարբեր ճյուղերում՝ ավտոմոբիլայինից մինչև վերականգնվող էներգետիկան, բարձր արդյունավետությամբ, արդյունավետ արժեքով և ռեսուրսների խնայողական մագնիսների արտադրման հնարավորությունը կլինի հիմնարար տարբերակում։ 15-20% արտադրողական խնայողություններով և մատակարարման շղթայի կայունությամբ GBD-ով մշակված նեոդիմիումի մագնիսներ պատրաստ են գերակայել շուկայում, ապահովելով հաջորդ հերթական նորամուծությունները մագնիսական տեխնոլոգիաների ոլորտում։

Իմանալ ավելի շատ տեղեկություններ նրա մասին, թե ինչպես AIM մագնիս ապրանքներում, ինչպիսին են մագնիսական կոկորդներ , ձկնորսական մագնիսներ և արդյունաբերական ստանդարտի hi end մագնիտներ կիրառում է նորագույն մագնիսական տեխնոլոգիաներ, այցելեք մեր կայքէջը կամ կապվեք մեր թիմի հետ՝ ստանալու համար ձեզ համար անհատական լուծումներ։