德國致力優(yōu)化稀土使用
2018年09月06日 9:31 9181次瀏覽 來源： 科技日?qǐng)?bào) 分類： 稀土
稀土作為許多高科技產(chǎn)品的一部分，是德國工業(yè)中最具戰(zhàn)略重要性的原材料之一。為了更有效地利用寶貴的稀土材料，德國弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)下屬的8家研究所聯(lián)合開發(fā)出了優(yōu)化稀土使用的解決方案，包括優(yōu)化制造工藝、回收方法和可替代稀土的新材料。以電動(dòng)機(jī)為例，采用新解決方案可使稀土材料用量減少五分之一。
2013年弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)啟動(dòng)了“關(guān)鍵稀土材料”的聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目，目標(biāo)是優(yōu)化使用現(xiàn)有稀土材料，特別是針對(duì)元素鏑和釹積極尋找替代材料。項(xiàng)目的一個(gè)重點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)中使用的磁鐵，弗勞恩霍夫研發(fā)團(tuán)隊(duì)選擇了兩種電動(dòng)機(jī)——一種小型驅(qū)動(dòng)器和一種牽引驅(qū)動(dòng)器作為參考基準(zhǔn)。研究人員通過節(jié)省稀土和替代稀土的組合方法，使這兩種電動(dòng)機(jī)的鏑和釹材料用量減少了20%。
聯(lián)合項(xiàng)目發(fā)言人、弗勞恩霍夫材料微結(jié)構(gòu)研究所所長韋斯潘教授稱：“我們的目標(biāo)是將這些基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)上的稀土需求減半，為此結(jié)合了不同的技術(shù)方法?，F(xiàn)在一輛汽車平均有幾十個(gè)這樣的電機(jī)，包括電動(dòng)車窗、電動(dòng)雨刷或機(jī)油泵，許多電機(jī)使用含有稀土的永磁體。隨著未來電動(dòng)汽車不斷增加自動(dòng)化輔助系統(tǒng)，電機(jī)的用量還會(huì)顯著增加，這都說明了有效利用稀土材料的重要性。”
研發(fā)人員在電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，引入了節(jié)約使用稀土材料或回收利用的概念，例如電機(jī)在不很高的溫度下運(yùn)行，對(duì)磁鐵的熱穩(wěn)定性要求較低，就可減少鏑材料用量。另外，在磁鐵制造工藝中找到減少浪費(fèi)的方法，如通過注射模制方法，使磁性材料與塑料黏合劑直接制成所需形狀然后燒結(jié)，減少了后續(xù)再加工程序。
另一項(xiàng)研究是將電動(dòng)機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)或汽車上回收的永磁體重新再利用，通過純氫處理將永磁體分解成微小顆粒，然后重新澆注或燒結(jié)。再生磁鐵可達(dá)到新磁鐵容量的96%。鏑通過放電等離子燒結(jié)（SPS）和熱壓的組合使用來形成晶相，可用于生產(chǎn)電動(dòng)馬達(dá)上有多種用途的異性磁體，這一工藝屬于世界首創(chuàng)。
稀土的價(jià)值顧名思義，提高稀土用量，直接效益就是節(jié)省了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。僅從這一點(diǎn)上看，技術(shù)和工藝的進(jìn)步直接貢獻(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是顯而易見的，頗具說服力。德國歷來是工業(yè)強(qiáng)國，其代代傳承的對(duì)新工藝、新技術(shù)和新方法的孜孜以求，極致纖毫必較的執(zhí)著精神，理應(yīng)被全人類奉若瑰寶。（記者顧鋼）
責(zé)任編輯：周大偉
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