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德国使用稀土较少的材料开发电动机
[发布日期:2018-10-17  点击次数:499]

稀土是德国工业最具战略重要性的原材料之一,因为它们是许多高科技产品的重要组成部分。为了更有效地利用这些有价值的元素,弗劳恩霍夫研究所在一个现已完成的联合项目中开发了新的解决方案。这些包括优化的制造工艺,回收方法和开发可替代稀土的新材料。弗劳恩霍夫专家表示,对稀土的需求可以减少到目前基准电动机价值的五分之一。

  中国约有90%的世界稀土生产,然后实施出口停止,价格飙升,德国工业在这些原材料供应安全方面的脆弱性变为明显。

  因此,研究人员的目标是更明智地使用现有的稀土,寻找替代材料,尤其是镝和钕元素。例如,对于磁铁,例如电动机中使用的磁铁,需要这些磁铁。作为参考,弗劳恩霍夫团队因此选择了两台电动机。结合项目中开发的所有选项来减少或替代稀土,这些发动机中对镝和钕的需求可以减少到最初所需数量的20%

  “我们的目标是将这些基准发动机对稀土的需求减半。Ralf B. Wehrspohn教授说:“我们的表现明显好于将不同的技术方法结合在一起。”弗劳恩霍夫材料和系统微观结构研究所的负责人,也是该项目的发言人。他强调了所选择的例子的相关性:“在今天的普通汽车中,有几十个这样的引擎在移动窗口、雨刷或油泵。这些发动机中有许多是用含有稀土的永久磁铁工作的。

  弗劳恩霍夫研究人员分析了稀土的全球市场,同时开发了关于如何在电动机设计中考虑未来稀土再利用或再循环的概念。他们还针对磁铁制造流程寻找减少浪费的方法。这例如通过注射成型是可能的,其中磁性材料与塑料粘合剂一起直接形成所需形状,然后烧结。这也消除了精心改造的时间。

  在另一个项目中,开发了一种方法来回收永久磁铁,例如从不再使用的电子设备、风力涡轮机或汽车中回收。它们通过纯氢气处理而分解,然后再将产生的颗粒重新倒入或烧结。再循环磁体的容量达到新磁体容量的96%。通过结合等离子体烧结(sps)和热压,将铯引入晶界相,从而产生各向异性磁铁在电动机中的广泛应用。

  基准电动机的设计也经过了优化:如果电动机在运行过程中没有变得这么热,则可以使用温度稳定性较低的磁铁,从而可以使用较低比例的铯。最后但并非最不重要的是,我们搜索了一些材料,发现这些材料也可以用作磁铁,但不含稀土。在高通量的程序中,研究人员已经测试了多种材料的组合,并展示了取代稀土的新合金,除其他外,其中含有铯。作为薄片,这些新化合物已经有了很好的磁性。分析了所有已鉴定的替代材料的当前和预期供应安全。

 

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