La historio de maloftaj teraj permanentaj magnetoj por motoroj

Elementoj de rara tero (permanentaj magnetoj de rara tero) estas 17 metalaj elementoj en la mezo de la perioda tabelo (atomaj numeroj 21, 39, kaj 57-71) kiuj havas nekutimajn fluoreskajn, konduktajn, kaj magnetajn trajtojn kiuj igas ilin malkongruaj kun pli oftaj metaloj kiel ekzemple Fero) estas tre utila kiam alojita aŭ miksita en malgrandaj kvantoj. Geologie parolante, rareteraj elementoj ne estas precipe maloftaj. Deponaĵoj de tiuj metaloj estas trovitaj en multaj partoj de la mondo, kaj kelkaj elementoj ĉeestas en proksimume la sama kvanto kiel kupro aŭ stano. Tamen, rarateraj elementoj neniam estis trovitaj en tre altaj koncentriĝoj kaj ofte estas miksitaj unu kun la alia aŭ kun radioaktivaj elementoj kiel ekzemple uranio. La kemiaj propraĵoj de maloftaj teraj elementoj malfaciligas disiĝi de ĉirkaŭaj materialoj, kaj ĉi tiuj propraĵoj ankaŭ faras Ili estas malfacile purigeblaj. Nunaj produktadmetodoj postulas grandajn kvantojn de erco kaj generas grandajn kvantojn de danĝera rubo por eltiri nur malgrandajn kvantojn de rarateraj metaloj, kun rubo de pretigmetodoj inkluzive de radioaktiva akvo, toksa fluoro kaj acidoj.

La plej fruaj permanentaj magnetoj malkovritaj estis mineraloj kiuj disponigis stabilan kampon. Ĝis la frua 19-a jarcento, magnetoj estis delikataj, malstabilaj, kaj faritaj el karbonŝtalo. En 1917, Japanio malkovris kobaltan magnetŝtalon, kiu faris plibonigojn. La agado de permanentaj magnetoj daŭre pliboniĝis ekde ilia eltrovo. Por Alnicos (Al/Ni/Co-alojoj) en la 1930-aj jaroj, tiu evoluo manifestiĝis en la maksimuma nombro da pliigita energiprodukto (BH) max, kiu multe plibonigis la kvalitan faktoron de permanentaj magnetoj, kaj por antaŭfiksita volumeno de magnetoj, la maksimuma energidenseco povus esti Transformita al potenco kiu povas esti uzita en maŝinoj uzantaj magnetojn.

La unua ferrita magneto estis hazarde malkovrita en 1950 en la fizika laboratorio apartenanta al Philips Industrial Research en Nederlando. Asistanto sintezis ĝin erare - li devis prepari alian specimenon por studi kiel duonkondukta materialo. Oni trovis, ke ĝi fakte estas magneta, do ĝi estis transdonita al la magneta esplorteamo. Pro ĝia bona rendimento kiel magneto kaj pli malalta produktokosto. Kiel tia, ĝi estis Philips-evoluinta produkto kiu markis la komencon de rapida pliiĝo en la uzo de permanentaj magnetoj.

En la 1960-aj jaroj, la unuaj raraj teraj magnetoj(permanentaj magnetoj de rara tero)estis faritaj el alojoj de la lantanida elemento, itrio. Ili estas la plej fortaj permanentaj magnetoj kun alta satura magnetigo kaj bona rezisto al malmagnetizado. Kvankam ili estas multekostaj, delikataj kaj malefikaj ĉe altaj temperaturoj, ili komencas regi la merkaton kiam iliaj aplikoj iĝas pli gravaj. Posedo de personaj komputiloj iĝis ĝeneraligita en la 1980-aj jaroj, kio signifis altan postulon je permanentaj magnetoj por durdiskoj.

Alojoj kiel samario-kobalto estis evoluigitaj en la mez-1960-aj jaroj kun la unua generacio de transirmetaloj kaj raraj teroj, kaj en la malfruaj 1970-aj jaroj, la prezo de kobalto altiĝis grave pro malstabilaj provizoj en Kongo. En tiu tempo, la plej altaj samario-kobaltaj permanentaj magnetoj (BH) max estis la plej alta kaj la esplorkomunumo devis anstataŭigi tiujn magnetojn. Kelkajn jarojn poste, en 1984, la evoluo de permanentaj magnetoj bazitaj sur Nd-Fe-B unue estis proponita fare de Sagawa et al. Uzante pulvormetalurgian teknologion ĉe Sumitomo Special Metals, uzante la fandan turnadprocezon de General Motors. Kiel montrite en la figuro malsupre, (BH) max pliboniĝis dum preskaŭ jarcento, komencante je ≈1 MGOe por ŝtalo kaj atingante proksimume 56 MGOe por NdFeB-magnetoj dum la pasintaj 20 jaroj.

Daŭripovo en industriaj procezoj lastatempe fariĝis prioritato, kaj maloftaj teraj elementoj, kiuj estis agnoskitaj de landoj kiel ŝlosilaj krudmaterialoj pro sia alta provizorisko kaj ekonomia graveco, malfermis areojn por esploro pri novaj maloftaj senteraj permanentaj magnetoj. Unu ebla esplordirekto estas retrorigardi la plej frue evoluintajn permanentajn magnetojn, feritajn magnetojn, kaj studi ilin plu uzante ĉiujn novajn ilojn kaj metodojn disponeblajn en la lastaj jardekoj. Pluraj organizoj nun laboras pri novaj esplorprojektoj, kiuj esperas anstataŭigi raraterajn magnetojn per pli verdaj, pli efikaj alternativoj.