稀土作为许多高科技产品的一部分,是德国工业中最具战略重要性的原材料之一。为了更有效地利用宝贵的稀土材料,德国弗劳恩霍夫协会下属的8家研究所联合开发出了优化稀土使用的尊龙凯时官方入口的解决方案,包括优化制造工艺、回收方法和可替代稀土的新材料。以电动机为例,采用新尊龙凯时官方入口的解决方案可使稀土材料用量减少五分之一。
2013年弗劳恩霍夫协会启动了“关键稀土材料”的联合攻关项目,目标是优化使用现有稀土材料,特别是针对元素镝和钕积极寻找替代材料。项目的一个重点是电动机中使用的磁铁,弗劳恩霍夫研发团队选择了两种电动机——一种小型驱动器和一种牵引驱动器作为参考基准。研究人员通过节省稀土和替代稀土的组合方法,使这两种电动机的镝和钕材料用量减少了20%。
联合项目发言人、弗劳恩霍夫材料微结构研究所所长韦斯潘教授称:“我们的目标是将这些基准发动机上的稀土需求减半,为此结合了不同的技术方法。现在一辆汽车平均有几十个这样的电机,包括电动车窗、电动雨刷或机油泵,许多电机使用含有稀土的永磁体。随着未来电动汽车不断增加自动化辅助系统,电机的用量还会显著增加,这都说明了有效利用稀土材料的重要性。”
研发人员在电动机的设计中,引入了节约使用稀土材料或回收利用的概念,例如电机在不很高的温度下运行,对磁铁的热稳定性要求较低,就可减少镝材料用量。另外,在磁铁制造工艺中找到减少浪费的方法,如通过注射模制方法,使磁性材料与塑料黏合剂直接制成所需形状然后烧结,减少了后续再加工程序。
另一项研究是将电动机、风力涡轮机或汽车上回收的永磁体重新再利用,通过纯氢处理将永磁体分解成微小颗粒,然后重新浇注或烧结。再生磁铁可达到新磁铁容量的96%。镝通过放电等离子烧结(sps)和热压的组合使用来形成晶相,可用于生产电动马达上有多种用途的异性磁体,这一工艺属于世界首创。
稀土的价值顾名思义,提高稀土用量,直接效益就是节省了产品的生产成本。仅从这一点上看,技术和工艺的进步直接贡献经济发展,是显而易见的,颇具说服力。德国历来是工业强国,其代代传承的对新工艺、新技术和新方法的孜孜以求,极致纤毫必较的执着精神,理应被全人类奉若瑰宝。
来源:科技日报