Dvigatellar uchun noyob tuproqli doimiy magnitlarning tarixi

Noyob yer elementlari (noyob tuproqli doimiy magnitlar) davriy jadvalning o'rtasida joylashgan 17 ta metall element (atom raqamlari 21, 39 va 57-71) g'ayrioddiy lyuminestsent, o'tkazuvchanlik va magnit xususiyatlarga ega bo'lib, ularni Temir kabi keng tarqalgan metallar bilan mos kelmaydigan qiladi. oz miqdorda qotishma yoki aralashtiriladi. Geologik nuqtai nazardan, noyob yer elementlari unchalik kam emas. Ushbu metallarning konlari dunyoning ko'p joylarida joylashgan va ba'zi elementlar mis yoki qalay bilan bir xil miqdorda mavjud. Biroq, noyob yer elementlari hech qachon juda yuqori konsentratsiyalarda topilmagan va ko'pincha bir-biri bilan yoki uran kabi radioaktiv elementlar bilan aralashib ketgan. Noyob tuproq elementlarining kimyoviy xossalari atrofdagi materiallardan ajratishni qiyinlashtiradi va bu xususiyatlar ham ularni tozalashni qiyinlashtiradi. Hozirgi ishlab chiqarish usullari katta miqdordagi rudani talab qiladi va juda ko'p miqdorda xavfli chiqindilarni hosil qiladi, faqat oz miqdordagi noyob tuproq metallarini, shu jumladan radioaktiv suv, zaharli ftor va kislotalarni qayta ishlash chiqindilari bilan.

Eng qadimgi doimiy magnitlar barqaror magnit maydonni ta'minlovchi minerallar edi. 19-asr boshlariga qadar magnitlar mo'rt, beqaror va uglerodli po'latdan yasalgan. 1917 yilda Yaponiya kobalt magnitli po'latni topdi, bu esa yaxshilanishlarni amalga oshirdi. Doimiy magnitlarning ishlashi ular kashf etilgandan beri yaxshilanishda davom etdi. 1930-yillarda Alnicos (Al/Ni/Co qotishmalari) uchun bu evolyutsiya doimiy magnitlarning sifat koeffitsientini sezilarli darajada yaxshilagan energiya mahsuloti (BH) max ning maksimal sonida namoyon bo'ldi va magnitlarning ma'lum bir hajmi uchun maksimal energiya zichligi magnitlangan mashinalarda ishlatilishi mumkin bo'lgan quvvatga aylantirilishi mumkin.

Birinchi ferrit magnit 1950 yilda Niderlandiyadagi Philips Industrial Research kompaniyasiga tegishli fizika laboratoriyasida tasodifan topilgan. Yordamchi uni noto'g'ri sintez qildi - u yarim o'tkazgich materiali sifatida o'rganish uchun boshqa namunani tayyorlashi kerak edi. Bu aslida magnit ekanligi aniqlandi, shuning uchun u magnit tadqiqot guruhiga topshirildi. Magnit sifatida yaxshi ishlashi va ishlab chiqarish narxining pastligi tufayli. Shunday qilib, bu Flibs tomonidan ishlab chiqilgan mahsulot bo'lib, doimiy magnitlardan foydalanishning tez o'sishining boshlanishini ko'rsatdi.

1960-yillarda birinchi noyob tuproq magnitlari(noyob tuproqli doimiy magnitlar)lantanid elementi itriyning qotishmalaridan qilingan. Ular yuqori to'yingan magnitlanish va demagnetizatsiyaga yaxshi qarshilik ko'rsatadigan eng kuchli doimiy magnitlardir. Ular qimmat, mo'rt va yuqori haroratlarda samarasiz bo'lishiga qaramasdan, ularning ilovalari yanada dolzarb bo'lib, bozorda hukmronlik qila boshlaydi. Shaxsiy kompyuterlarga egalik 1980-yillarda keng tarqaldi, bu qattiq disklar uchun doimiy magnitlarga yuqori talabni anglatardi.

Samarium-kobalt kabi qotishmalar 1960-yillarning o'rtalarida birinchi avlod o'tish metallari va noyob erlar bilan ishlab chiqilgan va 1970-yillarning oxirida Kongodagi beqaror ta'minot tufayli kobalt narxi keskin ko'tarilgan. O'sha paytda, eng yuqori samarium-kobalt doimiy magnitlari (BH) max eng yuqori edi va tadqiqot hamjamiyati bu magnitlarni almashtirishga majbur bo'ldi. Bir necha yil o'tgach, 1984 yilda Nd-Fe-B ga asoslangan doimiy magnitlarni ishlab chiqish birinchi marta Sagawa va boshqalar tomonidan taklif qilingan. Sumitomo Special Metals-da chang metallurgiya texnologiyasidan foydalanish, General Motors-dan eritilgan yigiruv jarayonidan foydalanish. Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, (BH) max deyarli bir asr davomida yaxshilandi, po'lat uchun ≈1 MGOe dan boshlab va so'nggi 20 yil ichida NdFeB magnitlari uchun taxminan 56 MGOe ga yetdi.

So'nggi paytlarda sanoat jarayonlarida barqarorlik ustuvor ahamiyatga ega bo'lib, yuqori ta'minot xavfi va iqtisodiy ahamiyati tufayli mamlakatlar tomonidan asosiy xom ashyo sifatida e'tirof etilgan noyob tuproq elementlari yangi noyob tuproqsiz doimiy magnitlarni tadqiq qilish uchun maydonlarni ochdi. Mumkin bo'lgan tadqiqot yo'nalishlaridan biri bu eng qadimgi ishlab chiqilgan doimiy magnitlarga, ferrit magnitlariga qarash va ularni so'nggi o'n yilliklarda mavjud bo'lgan barcha yangi vositalar va usullardan foydalangan holda o'rganishdir. Hozirda bir nechta tashkilotlar noyob yer magnitlarini yashilroq, samaraliroq alternativlar bilan almashtirishga umid qiladigan yangi tadqiqot loyihalari ustida ishlamoqda.