На 80 % снизили содержание редкоземельных металлов в электродвигателях разработчики из Fraunhofer Institutes

Количество редкоземельных металлов в электродвигателях может быть снижено на 80%. Об этом заявили эксперты общества Фраунгофера после успешного завершения пятилетних работ по проекту «Критичность редкоземельных материалов» (Criticality of rare earths). Он был инициирован после кризиса на рынке редкоземельных металлов.

Работы, проведенные восемью прикладными институтами общества Фраунгофера, показали, что можно использовать ценное сырье более эффективно, благодаря оптимизации производственных процессов, изменения подходов к переработке редкоземельных элементов и разработке новых материалов, способных их заменить.

Электродвигатель, используемый в миллионах коробок передач автомобилей, был выбран исследователями в качестве эталонного экземпляра.

«Цель состояла в том, чтобы вдвое снизить в них использование диспрозия и неодима, - сообщил представитель проекта и глава института IMWS профессор Ральф Б. Верспон (Ralf B. Wehrspohn), - мы явно превзошли эти результаты».

Ученый подчеркнул актуальность работ: « в среднестатистическом автомобиле сегодня существуют десятки таких двигателей, двигающих стеклоочистители или масляные насосы. Многие из них оснащены постоянными магнитами на базе редкоземельных материалов. С появлением новых систем содействия управлению автомобилями и благодаря тенденции развития электромобилей, их число значительно возрастет".

Сократить отходы при производстве постоянных магнитов удалось, например, посредством литья под давлением, при котором магнитный материал вместе со связующим веществом доводился до нужной формы, а затем спекался.

В рамках другого подпроекта был разработан способ переработки постоянных магнитов для вторичного использования из вышедших из употребления электронных устройств, ветряных турбин или автомобилей. Удалось рециркулировать до 96 % магнитов. Уникальным стал метод введения диспрозия в зернограничные фазы путем искрового плазменного спекания (SPS) и горячего прессования, в результате чего образовывались анизотропные магниты для широкого спектра применений в электродвигателях.

Подверглась ревизии и конструкция эталонных двигателей. Если в процессе работы они не нагреваются, можно использовать магниты с более низкой температурной стабильностью и, значит, с меньшей долей диспрозия.

И, наконец, были найдены материалы, обладающие свойствами магнитов, но не содержащие редкоземельные металлы. В частности, хорошо зарекомендовали себя сплавы с церием.

«Мы достигли очень конкретного прогресса и определили дальнейшие отправные точки очки для более эффективного использования и замены редкоземельных металлов., - заявил профессор Верспон. – Теперь вместе с партнерами из промышленности мы хотим вывести эти результаты на рынок».