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外媒：德國使用稀土較少的材料開發(fā)電動機(jī)

更新時間：2018-09-05 10:22   來源：內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳   瀏覽次數(shù)：9124 | 文字大小：大 中 小

摘要：【中金網(wǎng)】稀土是德國工業(yè)最具戰(zhàn)略重要性的原材料之一，為了更有效地利用這些有價值的元素，弗勞恩霍夫研究所在一個現(xiàn)已完成的聯(lián)合項(xiàng)目中開發(fā)了新的解決方案。弗勞恩霍夫?qū)＜冶硎?，對稀土的需求可以減少到目前基準(zhǔn)電動機(jī)價值的五分之一。

　　【中金網(wǎng)】稀土是德國工業(yè)最具戰(zhàn)略重要性的原材料之一，因?yàn)樗鼈兪窃S多高科技產(chǎn)品的重要組成部分。為了更有效地利用這些有價值的元素，弗勞恩霍夫研究所在一個現(xiàn)已完成的聯(lián)合項(xiàng)目中開發(fā)了新的解決方案。這些包括優(yōu)化的制造工藝，回收方法和開發(fā)可替代稀土的新材料。弗勞恩霍夫?qū)＜冶硎?，對稀土的需求可以減少到目前基準(zhǔn)電動機(jī)價值的五分之一。

　　中國約有90%的世界稀土生產(chǎn)，然后實(shí)施出口停止，稀土價格飆升，德國工業(yè)在這些原材料供應(yīng)安全方面的脆弱性變?yōu)槊黠@。

　　因此，研究人員的目標(biāo)是更明智地使用現(xiàn)有的稀土，尋找替代材料，尤其是鏑和釹元素。例如，對于磁鐵，例如電動機(jī)中使用的磁鐵，需要這些磁鐵。作為參考，弗勞恩霍夫團(tuán)隊(duì)因此選擇了兩臺電動機(jī)。結(jié)合項(xiàng)目中開發(fā)的所有選項(xiàng)來減少或替代稀土，這些發(fā)動機(jī)中對鏑和釹的需求可以減少到最初所需數(shù)量的20%。

　　“我們的目標(biāo)是將這些基準(zhǔn)發(fā)動機(jī)對稀土的需求減半。Ralf B. Wehrspohn教授說：“我們的表現(xiàn)明顯好于將不同的技術(shù)方法結(jié)合在一起。”弗勞恩霍夫材料和系統(tǒng)微觀結(jié)構(gòu)研究所的負(fù)責(zé)人，也是該項(xiàng)目的發(fā)言人。他強(qiáng)調(diào)了所選擇的例子的相關(guān)性：“在今天的普通汽車中，有幾十個這樣的引擎在移動窗口、雨刷或油泵。這些發(fā)動機(jī)中有許多是用含有稀土的永久磁鐵工作的。

　　弗勞恩霍夫研究人員分析了稀土的全球市場，同時開發(fā)了關(guān)于如何在電動機(jī)設(shè)計(jì)中考慮未來稀土再利用或再循環(huán)的概念。他們還針對磁鐵制造流程尋找減少浪費(fèi)的方法。這例如通過注射成型是可能的，其中磁性材料與塑料粘合劑一起直接形成所需形狀，然后燒結(jié)。這也消除了精心改造的時間。

　　在另一個項(xiàng)目中，開發(fā)了一種方法來回收永久磁鐵，例如從不再使用的電子設(shè)備、風(fēng)力渦輪機(jī)或汽車中回收。它們通過純氫氣處理而分解，然后再將產(chǎn)生的顆粒重新倒入或燒結(jié)。再循環(huán)磁體的容量達(dá)到新磁體容量的96%。通過結(jié)合等離子體燒結(jié)(sps)和熱壓，將銫引入晶界相，從而產(chǎn)生各向異性磁鐵在電動機(jī)中的廣泛應(yīng)用。

　　基準(zhǔn)電動機(jī)的設(shè)計(jì)也經(jīng)過了優(yōu)化：如果電動機(jī)在運(yùn)行過程中沒有變得這么熱，則可以使用溫度穩(wěn)定性較低的磁鐵，從而可以使用較低比例的銫。最后但并非最不重要的是，我們搜索了一些材料，發(fā)現(xiàn)這些材料也可以用作磁鐵，但不含稀土。在高通量的程序中，研究人員已經(jīng)測試了多種材料的組合，并展示了取代稀土的新合金，除其他外，其中含有銫。作為薄片，這些新化合物已經(jīng)有了很好的磁性。分析了所有已鑒定的替代材料的當(dāng)前和預(yù)期供應(yīng)安全。