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独领风骚的稀土永磁电机团队

发布日期:2020年12月18日    浏览次数:326

科学家们从陨石中寻找灵感,以成就无关键元素的磁铁

关键材料研究所(Critical Materials Institute)从陨石中的铁镍合金中汲取灵感,开发出了一种低成本、高性能的永磁体。


    美国能源部(DOE)关键材料研究所(Critical Materials Institute)从陨石中的铁镍合金中汲取灵感,开发出了一种低成本、高性能的永磁体。该磁铁在磁性强度方面可与广泛使用的“Alnico”磁铁相媲美,并有潜力满足市场对无稀土和无钴磁体的强劲需求。


    在地球上,最强的永磁体是含有稀土元素钕钕铁硼的永磁体。其次是钐钴磁体,即SmCo磁体。在20世纪70年代稀土磁体被开发出来之前,最强的磁体是由铝镍钴(Alnico)制成的。时至今日,这种磁体仍被广泛应用于从电动机到消费电子产品的各种应用中。


    这些强劲,但传统的人造永久磁铁的问题是,他们包含关键元素——稀土钕铁硼和电子管、SmCo和铝镍钴合金和钴——那些在高需求的许多技术和制造商支付溢价有时不可靠的供应。


    美国能源部艾姆斯实验室和CMI的科学家Vitalij Pecharsky说:“在流星中发现的铁镍磁性合金是不含钴和稀土的,但它们的结构非常有序,需要经过数百万年的自然过程才能形成。”“我们的团队——oleksandr Dolotko, Ihor Hlova, Shalabh Gupta和Anis biswasa——开发了一种方法来产生铁镍合金的磁性,这种方法已经达到了Alnico的水平,但速度要快得多。”


    该方法在铁镍合金中引入大量的缺陷。然后将其与氨反应,生成化学顺序的铁镍氮前体或FeNiN。下一步在不打乱剩余铁和镍的顺序的情况下,从原料中提取氮。


    Pecharsky说,氨工艺是可扩展的,并且能够可靠地产出约98%的前体材料。最终产品的能量密度为6毫克- oe,这使其可与Alnico磁体相媲美,进一步改进的空间是巨大的。


    Pecharsky说:“市场对磁铁有需求,可以填补高端、最强的稀土永久磁铁和低强度磁铁之间的技术应用空白。”“我们看到这种技术在空白磁铁领域得到广泛采用。”


    关键材料研究所是一个部门的能源创新中心由美国能源部的艾姆斯实验室和办公室支持的能源效率和可再生能源的先进制造办公室,支持早期应用研究促进美国制造业的创新,促进美国经济增长和能源安全。CMI寻求消除和减少对稀土金属和其他可能导致供应链中断的材料的依赖的方法。