Türk diliTürk dili
Yazar:Choi Lin Gönderildi: 2025-06-18 Kaynak:Bu site
Günümüzün teknoloji odaklı toplumunda, yüksek performanslı manyetik malzemeler vazgeçilmezdir ve elektrikli araçlardan ve rüzgar türbinlerinden tüketici elektroniğine kadar her şeyi güçlendirir. Neodimyum mıknatıslar (Ndfeb) gibi nadir toprak kalıcı mıknatıslar her yerde bulunur. Bununla birlikte, yüksek maliyetler, değişken tedarik zincirleri ve nadir toprak unsurları ile ilişkili çevresel kaygılar, dünya çapında bilim adamlarını ve mühendisleri daha sürdürülebilir alternatifler aramaya zorladı: nadir topraksız mıknatıslar . Bu rapor, kilit kurumları, bilim adamlarını, araştırma yönlerini, performans metriklerini, ticarileştirme çabalarını ve gelecekteki görünümü kapsayan bu alandaki küresel araştırma ilerlemesine ayrıntılı bir kronolojik genel bakış sunmaktadır.
Nadir topraksız mıknatıslar, neodimyum ve dispozyum gibi nadir toprak elementlerine dayanmayan kalıcı manyetik malzemelerdir. Gelişimleri, yüksek performansı düşük maliyetle dengeleyen bir çözüm arayışında, demir ve manganez gibi bol unsurlardan yeni mıknatıslar oluşturarak kaynak kısıtlamalarının ve jeopolitik risklerin üstesinden gelmeyi amaçlamaktadır.
Bu dönemde, nadir topraksız mıknatıslar üzerine yapılan araştırmalar öncelikle modern manyetik malzemeler bilimi için zemin hazırlayan Ferrits ve Alnico gibi geleneksel malzemeler etrafında dönüyordu.
1930'lar :
O Kurum/Bilim Adamı : 1932'de Japon metalurjist Dr. Tokushichi Mishima Alnico mıknatısını icat etti . Alüminyum, nikel, kobalt ve demirden oluşan bu alaşım, yaygın olarak benimsenen ilk modern kalıcı mıknatısdı.
o Araştırma yönü : Odak noktası, alaşım bileşimlerini ve ısıl işlem süreçlerini ayarlayarak manyetik özelliklerin geliştirilmesine odaklanmıştır. Erken izotropik alnico mıknatısların maksimum enerji ürünü ((bh) maks) yaklaşık 1 mGOE idi.
o Uygulamalar : Hoparlörler, motorlar, mikrofonlar ve sensörler gibi cihazlarda değiştirilen elektromıknatıs.
o Kaynak : SDM Mıknatıslar
1950'ler :
O Kurum : Hollanda'daki Philips Fizik Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar 1952'de baryum ferritini (Bao · 6fe₂o₃) keşfettiler.
o Araştırma yönü : Seramik kalıcı mıknatıs olarak ferrit, demir oksit ve diğer metal oksitlerden (baryum veya stronsiyum oksit gibi) yapılır. Hammaddeleri son derece düşük maliyetlidir ve korozyona ve yüksek sıcaklıklara karşı mükemmel bir dirence sahiptir.
o Ticarileştirme : Philips, onu ticari adı altında ticarileştirdi 'Ferroxdure. ' Maliyet etkinliği, kalıcı mıknatıs pazarının önemli bir payını hızla yakalamasına izin verdi.
o Kaynak : WZ Magnetics
1960'lar :
O Kurum : Philips ayrıca , üstün özellikler sunan ve ana akım seçim olarak baryum ferritini yavaş yavaş değiştiren strontium ferrit (SRO · 6Fe₂o₃) geliştirdi.
o Araştırma yönü : büyüyen endüstriyel talepleri karşılamak için ferrit mıknatısların enerji ürününün ve zorluluğunun iyileştirilmesi.
o Kaynak : WZ Magnetics
1970'ler :
O Bilim İnsanı : Meteoritlerde bulunan Bilim adamları mükemmel sert manyetik özellikler potansiyelini fark ettiler. Bununla birlikte, doğada oluşumu milyonlarca yıllık yavaş soğutma gerektirir ve yapay sentezi o zamanlar son derece zorlaştırır. doğal olarak oluşan mineral tetrataenit olarak bilinen FENI süper tabakaları üzerinde ilk çalışmalar yapılmıştır .
o Araştırma yönü : Doğal örneklerin fiziksel özelliklerinin teorik araştırma ve analizi.
o Kaynak : PMC - Hızlandırıcı Doğa: Equiatomic Feni'de Atom Düzeni
1980'ler :
o Ticarileştirme : Manganez-alüminyum-karbon (MNAlc) mıknatıslar kısa bir ticarileştirme dönemi gördü. Orta performanslı bir kalıcı mıknatıs olsa da, 1984'te keşfedilen çok daha güçlü Ndfeb mıknatısları tarafından hızla gölgede bırakıldı.
o Kaynak : Okon Geri Dönüşüm
Nadir toprak fiyatlarındaki artış ve 2010 civarında arz riskleri nadir topraksız mıknatıslara küresel ilgiyi yeniden canlandırarak çoklu teknolojik yolların paralel gelişmesine yol açtı.
2009:
o Kurum/Bilim İnsanı : Northeastern Üniversitesi, Kobalt Karbür (COC) nanoparçacıklarına dayanan kalıcı mıknatıs malzemeleri için patent başvurusu yaptı .
o Araştırma yönü : Yüksek zorluğa sahip CO₂C ve CO₃C fazlarının karışımlarını üretmek için nanosentez tekniklerini kullanma. Araştırmalar, kobalt karbür nanokompozitlerinin umut verici sert manyetik özellikler gösterdiğini gösterdi.
o Kaynak : Google Patentler - EP2475483A1
2010'lar :
O Kurum : Ames Laboratuvarı'nda ev sahipliği yapan ABD Enerji Bakanlığı (DOE) Kritik Malzeme Enstitüsü (CMI) , nadir topraksız mıknatıs araştırmalarını ilerletmede merkezi bir güç haline geldi.
o Araştırma Yönü : CMI , Manganez Bismut (MNBI) Demir Nitrür (Fen) , ve Manganez-Alüminyum (MNAL) gibi malzemelerle ilgili sistematik çalışmalar da dahil olmak üzere çeşitli araştırma projeleri portföyünü finanse etti.
o Kaynak : Ames Laboratuvarı
2013 dolaylarında :
o Kurum/Bilim Adamı : Materyal Bilimcisi Profesör Jian-Ping Wang tarafından yönetilen bir ekip, Minnesota Üniversitesi'nde Demir Nitrür (α '-Fe₁₆n₂) Araştırmada önemli ilerleme kaydetti.
o Araştırma yönü : Çalışmaları, α '-fe₁₆n₂ fazının stabilize edilmesinin zorluklarının üstesinden gelmeye odaklanmıştır. Teorik hesaplamalar, bu materyalin son derece yüksek bir doygunluk mıknatıslanmasına sahip olabileceğini öngördü ve potansiyel bir enerji ürünü Ndfeb mıknatıslarınınkine çok fazla aştı.
O Ticarileştirme : Profesör Wang, bu demir nitrür mıknatıs teknolojisini ticarileştirmek için Niron Manyetik'i kurdu.
o Kaynak : Yahoo News
2020'ler, nadir topraksız mıknatıs araştırmalarında birkaç kilometre taşı başarısı olarak işaretledi ve bazı teknolojiler laboratuvardan pazara geçişlerine başlıyor.
2020:
O Kurum : ABD DOE, nadir yeryüzü olmadan elektrikli tahrik sistemleri geliştirmek için kilit katılımcı olarak Niron Manyetics ile 'düşük maliyetli nadir topraksız elektrikli aktarma organları ' başlıklı bir proje başlattı.
o Kaynak : ABD Enerji Bakanlığı
2022:
O Kurum : Kore Malzeme Bilimi Enstitüsü (KIMS), yüksek performanslı 'nadir toprak azaltılmış ' kalıcı mıknatısın başarılı bir şekilde geliştirildiğini duyurdu.
o Araştırma yönü : Atomik ölçekli mikroyapı kontrol ederek, neodimyum mıknatıslara büyük miktarlarda seryum (CE, bol miktarda ışık nadir toprak) eklenirken manyetik özellik bozulması problemini çözdüler. Tamamen nadir topraksız olmasa da, bu teknoloji pahalı ağır nadir topraklara bağımlılığı önemli ölçüde azaltır.
o Kaynak : Magnetics dergisi
2024:
o Kurum/bilim adamı :
Niron Manyetics : Dünyanın yüksek performanslı nadir topraksız kalıcı mıknatıslar üretmek için ilk tesisi olan Minneapolis'te ticari pilot tesisinin açıldığını duyurdu. Şirket, tam ölçekli üretim tesisini 2026'da yıllık 1.500 ton kapasiteyle Minnesota, Sartell'e getirmeyi planlıyor.
LG Innotek ve Kims İşbirliği : Herhangi bir ağır nadir toprak (HRE-Free) olmadan dünyanın ilk yüksek performanslı, çevre dostu mıknatısının gelişimini duyurdu. Bir tane sınırı difüzyon işlemi ile, yüksek sıcaklık performansını korurken terbium (TB) ve disprosyum (DY) gibi ağır nadir toprakları başarıyla değiştiren yeni bir çok bileşenli alaşım geliştirdiler.
o Test edilen performans : Niron'un demir nitrür mıknatısları 200 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda mükemmel performans gösterir. LG Innotek'in mıknatısı, ağır nadir topraklar içerenlerle karşılaştırılabilir zorluk seviyelerine ulaştı.
o Ticarileştirme İlerlemesi : Niron Manyetics, ticarileştirmeye açık bir yol ile önemli hükümet finansmanı ve özel yatırım sağlamıştır. LG Innotek'in atılım, tüketici elektroniği ve otomotiv sektörlerinde yeni uygulama olanaklarına işaret ediyor.
o Kaynak : Niron Manyetics , LG Haber Odası
2025 (ve yeni) :
o Kurum/bilim adamı :
Ames Laboratuvarı (ABD) : Bilim adamları Jun Cui ve Wei Tang liderliğindeki bir ekip, manganez bismut (MNBI) mıknatıslarında büyük bir atılım duyurdu .
Kore Malzeme Bilimi Enstitüsü (KIMS) : Dr. Tae-Hoon Kim ve Dr. Jung-Goo Lee liderliğindeki bir ekip, yenilikçi 'iki aşamalı tahıl sınır difüzyon süreci.'
o Araştırma alt yönü :
Ames Laboratuvarı (MNBI) : Benzersiz bir hazırlık ve imalat süreci geliştirdi. Bir ultra ince MNBI tozu oluştururlar ve tahıl-tahıl etkileşimini önlemek için her bir parçacığı bir polimer çözeltisi ile kaplarlar. Parçacıkları hizalamak için imalat sırasında harici bir manyetik alan kullanılır ve bir anizotropik mıknatıs oluşturulur. Dikkat çekici bir özellik, sıcaklığın oda sıcaklığından 100 ° C arttıkça zorluluğunun neredeyse iki katına çıkması ve olağanüstü yüksek sıcaklık stabilitesi göstermesidir.
KIMS (tane sınırı difüzyonu) : Mıknatısı yüksek sıcaklıkta sızmak için yüksek eritme noktalı metalik bir malzeme kullanır, ardından soğutma ve ikinci bir difüzyon aşaması kullanır. Bu yöntem, geleneksel süreçlerde görülen anormal tane büyümesini etkili bir şekilde bastırır ve ağır nadir topraklar kullanmadan ağır nadir toprak içeren mıknatıslara (45SH-40UH performans dereceleri) eşdeğer zorluğa ulaşır.
o Pratik Uygulama ve Testler : Ames Laboratuvarı, MNBI mıknatısını bir endüstriyel pompa motorunda test etmek için endüstriyel bir ortakla işbirliği yaptı, burada tasarım spesifikasyonlarından biraz daha iyi performans gösterdi ve şu anda yorgunluk testinden geçiyor.
O Ticarileştirme İlerlemesi : AMES laboratuvar sonuçları, MNBI mıknatıslarının belirli endüstriyel uygulamalar için potansiyelini göstermektedir ve BIMTUT'un diğer eritme süreçlerinin düşük maliyetli bir yan ürünü olduğu ek yararıdır. KIMS teknolojisi teknoloji transferi ve ticari üretime hazır.
o Kaynak : Ames Laboratuvarı Haber , Biyoengine.org
Mıknatıs endüstrisinde önde gelen bir işletme olan BMAG , aktif olarak topraksız mıknatıslar geliştiriyor. 40sh sınıf spesifikasyonlarını karşılayan nadir topraksız mıknatısların ilk deneme partisi, Ağustos ayında test için planlanıyor.
Nadir topraksız mıknatısların gelecekteki gelişimi muhtemelen birkaç temel eğilimi takip edecektir:
1. Performans ve Maliyet Dengeleme : Nadir topraksız mıknatısların amacı, NDFEB mıknatıslarının tahtada tamamen yerini almak değil, nişlerini geniş bir performans maliyeti spektrumunda bulmaktır. Yüksek performanslı demir nitrür mıknatısları, EV çekiş motorları gibi üst düzey uygulamalarda NDFEB'ye meydan okuyabilirken, düşük maliyetli manganez bazlı mıknatıslar (MNAL, MNBI) ve gelişmiş ferritler, orta-uç uç uygulamalardaki nadir toprak mıknatısların yerini alabilir.
2. Birden fazla teknolojinin bir arada bulunması : Gelecekteki pazara tek bir teknoloji hakim olmayacaktır. Demir nitrür, manganez bazlı alaşımlar, feni süper sokakları, karbürler ve geleneksel alnico ve ferrit mıknatısların ileri sürümleri, manyetik performans, çalışma sıcaklığı, maliyet ve mekanik özelliklerle ilgili farklı uygulamaların farklı gereksinimlerini karşılamak için birlikte geliştirecektir.
3. Hesaplamalı Bilim ve Yapay zeka ile hızlandırılmış Ar-Ge : Yeni malzemelerin keşfi ve optimizasyonu giderek yüksek verimli bilgi işlem ve yapay zekaya dayanacaktır. Bu araçlar potansiyel bileşikleri hızla tarayabilir, manyetik özelliklerini tahmin edebilir ve üretim süreçlerini optimize edebilir, Ar -Ge döngüsünü teoriden uygulamaya önemli ölçüde kısaltabilir.
4. Gelişmiş Üretimin Entegrasyonu : 3D baskı (katkı üretimi) gibi gelişmiş üretim teknikleri, karmaşık şekilli ve özel ayarlanmış nadir topraksız mıknatıslar oluşturmak için yeni olasılıkların kilidini açacaktır. Bu, son derece entegre ve hafif motorlar ve diğer bileşenler üretmek için çok önemlidir.
5. Hızlandırılmış ticarileştirme : Niron Magnetics gibi öncüler, üretim hatları ve ticari uygulamalara yaklaşan daha fazla araştırma kurarak, nadir topraksız mıknatısların pazar payının 2025 ve 2030 arasında önemli ölçüde büyümesi bekleniyor . Tedarik zinciri güvenliği ve ESG (çevre, sosyal ve yönetişim) faktörleri, piyasanın benimsenmesinin önemli itici güçleri olacaktır.
6. Sonuç : Nadir topraksız mıknatısların yolculuğu, temel teorik keşiften teknolojik atılımlar ve hızlandırılmış ticarileştirme çağına kadar gelişerek uzun sürdü. Nadir toprak mıknatısların tam bir yerine hala ufukta olsa da, kalıcı manyetik malzemeler için yeni, daha çeşitli, sürdürülebilir ve güvenli bir dönem geldi. Küresel araştırma kurumlarının ve şirketlerinin sürekli çabaları bizi nadir toprak kaynaklarına olan bağımlılığımızdan kurtulmaktadır.
SORUŞTURMA İSTE 
