Sejarah magnet kekal nadir bumi untuk motor

Unsur nadir bumi(magnet kekal nadir bumi) ialah 17 unsur logam di tengah jadual berkala (nombor atom 21, 39, dan 57-71) yang mempunyai sifat pendarfluor, konduktif dan magnet yang luar biasa yang menjadikannya tidak serasi dengan logam yang lebih biasa seperti Besi) sangat berguna apabila dialoi atau dicampur dalam jumlah yang kecil. Dari segi geologi, unsur nadir bumi tidak begitu jarang berlaku. Deposit logam ini terdapat di banyak tempat di dunia, dan beberapa unsur hadir dalam jumlah yang hampir sama dengan tembaga atau timah. Walau bagaimanapun, unsur nadir bumi tidak pernah ditemui dalam kepekatan yang sangat tinggi dan sering bercampur antara satu sama lain atau dengan unsur radioaktif seperti uranium. Sifat kimia unsur nadir bumi menjadikannya sukar untuk diasingkan daripada bahan sekeliling, dan sifat ini juga menjadikan Ia sukar untuk ditulenkan. Kaedah pengeluaran semasa memerlukan sejumlah besar bijih dan menjana sejumlah besar sisa berbahaya untuk mengekstrak hanya sejumlah kecil logam nadir bumi, dengan sisa daripada kaedah pemprosesan termasuk air radioaktif, fluorin toksik dan asid.

Magnet kekal yang terawal ditemui ialah mineral yang menyediakan medan magnet yang stabil. Sehingga awal abad ke-19, magnet adalah rapuh, tidak stabil, dan diperbuat daripada keluli karbon. Pada tahun 1917, Jepun menemui keluli magnet kobalt, yang membuat penambahbaikan. Prestasi magnet kekal terus bertambah baik sejak penemuan mereka. Untuk Alnicos (aloi Al/Ni/Co) pada tahun 1930-an, evolusi ini ditunjukkan dalam bilangan maksimum peningkatan produk tenaga (BH) maks, yang meningkatkan faktor kualiti magnet kekal, dan untuk volum magnet tertentu, ketumpatan tenaga maksimum boleh Ditukarkan kepada kuasa yang boleh digunakan dalam mesin menggunakan magnet.

Magnet ferit pertama ditemui secara tidak sengaja pada tahun 1950 di makmal fizik milik Philips Industrial Research di Belanda. Seorang pembantu mensintesisnya secara tidak sengaja - dia sepatutnya menyediakan sampel lain untuk dikaji sebagai bahan semikonduktor. Didapati ia sebenarnya magnetik, jadi ia diserahkan kepada pasukan penyelidik magnetik. Oleh kerana prestasinya yang baik sebagai magnet dan kos pengeluaran yang lebih rendah. Oleh itu, ia adalah produk yang dibangunkan Philips yang menandakan permulaan peningkatan pesat dalam penggunaan magnet kekal.

Pada tahun 1960-an, magnet nadir bumi pertama(magnet kekal nadir bumi)diperbuat daripada aloi unsur lantanida, yttrium. Ia adalah magnet kekal terkuat dengan kemagnetan tepu yang tinggi dan rintangan yang baik terhadap penyahmagnetan. Walaupun ia mahal, rapuh dan tidak cekap pada suhu tinggi, ia mula menguasai pasaran apabila aplikasinya menjadi lebih relevan. Pemilikan komputer peribadi menjadi meluas pada tahun 1980-an, yang bermaksud permintaan tinggi untuk magnet kekal untuk cakera keras.

Aloi seperti samarium-kobalt telah dibangunkan pada pertengahan 1960-an dengan generasi pertama logam peralihan dan nadir bumi, dan pada akhir 1970-an, harga kobalt meningkat dengan teruk disebabkan oleh bekalan yang tidak stabil di Congo. Pada masa itu, magnet kekal (BH) maksimum samarium-kobalt tertinggi adalah yang tertinggi dan komuniti penyelidik terpaksa menggantikan magnet ini. Beberapa tahun kemudian, pada tahun 1984, pembangunan magnet kekal berdasarkan Nd-Fe-B pertama kali dicadangkan oleh Sagawa et al. Menggunakan teknologi metalurgi serbuk di Sumitomo Special Metals, menggunakan proses pemintalan cair daripada General Motors. Seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, (BH)maks telah bertambah baik selama hampir satu abad, bermula pada ≈1 MGOe untuk keluli dan mencapai kira-kira 56 MGOe untuk magnet NdFeB sepanjang 20 tahun yang lalu.

Kemampanan dalam proses perindustrian baru-baru ini menjadi keutamaan, dan unsur nadir bumi, yang telah diiktiraf oleh negara sebagai bahan mentah utama kerana risiko bekalan yang tinggi dan kepentingan ekonomi, telah membuka kawasan untuk penyelidikan magnet kekal bebas nadir bumi baharu. Satu hala tuju penyelidikan yang mungkin adalah untuk melihat kembali pada magnet kekal yang paling awal dibangunkan, magnet ferit, dan mengkajinya dengan lebih lanjut menggunakan semua alat dan kaedah baharu yang tersedia dalam beberapa dekad kebelakangan ini. Beberapa organisasi kini sedang mengusahakan projek penyelidikan baharu yang berharap dapat menggantikan magnet nadir bumi dengan alternatif yang lebih hijau dan lebih cekap.