Моторлор үчүн сейрек кездешүүчү туруктуу магниттердин тарыхы

Сейрек кездешүүчү жер элементтери (сейрек кездешүүчү туруктуу магниттер) мезгилдик таблицанын ортосунда жайгашкан 17 металлдык элементтер (атомдук сандар 21, 39 жана 57-71) адаттан тыш флуоресценттик, өткөргүч жана магниттик касиеттерге ээ жана аларды темир сыяктуу кеңири таралган металлдар менен шайкеш келбеген учурда абдан пайдалуу. легирленген же аз өлчөмдө аралаштырылган. Геологиялык жактан алганда, сейрек кездешүүчү элементтер өзгөчө сейрек эмес. Бул металлдардын кендери дүйнөнүн көп жерлеринде кездешет жана кээ бир элементтер жез же калай менен бирдей өлчөмдө бар. Бирок сейрек кездешүүчү жер элементтери эч качан өтө жогорку концентрацияда табылган эмес жана көп учурда бири-бири менен же уран сыяктуу радиоактивдүү элементтер менен аралашат. Сейрек кездешүүчү элементтердин химиялык касиеттери курчап турган материалдардан бөлүнүүнү кыйындатат жана бул касиеттери да аларды тазалоону кыйындатат. Өндүрүштүн учурдагы ыкмалары чоң көлөмдөгү руданы талап кылат жана сейрек кездешүүчү металлдардын аз гана көлөмүн алуу үчүн чоң көлөмдөгү кооптуу калдыктарды жаратат, мында радиоактивдүү суу, уулуу фтор жана кислоталарды камтыган кайра иштетүү ыкмаларынын калдыктары бар.

Ачылган эң алгачкы туруктуу магниттер туруктуу магнит талаасын камсыз кылган минералдар болгон. 19-кылымдын башына чейин магниттер морт, туруксуз жана көмүртек болоттон жасалган. 1917-жылы Япония кобальт магниттик болотту ачкан, ал жакшыртылган. Туруктуу магниттердин иштеши алар ачылгандан бери жакшырды. 1930-жылдары Alnicos (Al/Ni/Co эритмелери) үчүн бул эволюция энергия продуктуларынын (BH)max көбөйүшүнүн максималдуу санында көрүнгөн, бул туруктуу магниттердин сапаттык факторун бир топ жакшырткан, ал эми магниттердин берилген көлөмү үчүн максималдуу энергия тыгыздыгы магниттерди колдонгон машиналарда колдонула турган күчкө айландырылышы мүмкүн.

Биринчи феррит магнити 1950-жылы Нидерланддагы Philips Industrial Research компаниясына таандык физикалык лабораторияда кокустан табылган. Жардамчы аны ката менен синтездеп алган - ал жарым өткөргүч материал катары изилдөө үчүн дагы бир үлгүнү даярдашы керек болчу. Бул чындыгында магнит экени аныкталды, ошондуктан магниттик изилдөө тобуна өткөрүлүп берилди. Магнит катары жакшы иштешине жана өндүрүштүк наркынын төмөндүгүнө байланыштуу. Ошентип, ал туруктуу магниттерди колдонуунун тез өсүшүнүн башталышын белгилеген Philips тарабынан иштелип чыккан продукт болгон.

1960-жылдары биринчи сейрек кездешүүчү магниттер(сейрек кездешүүчү туруктуу магниттер)лантанид элементинин, иттрийдин эритмелеринен жасалган. Алар жогорку каныккан магниттелиши жана демагнетизацияга жакшы каршылыгы бар эң күчтүү туруктуу магниттер. Алар кымбат, морт жана жогорку температурада натыйжасыз болгону менен, алардын тиркемелери актуалдуу болуп калгандыктан, алар рынокто үстөмдүк кыла башташты. Жеке компьютерлерге ээлик кылуу 1980-жылдары кеңири кулач жайды, бул катуу дисктер үчүн туруктуу магниттерге суроо-талаптын жогору болушун билдирген.

Самарий-кобальт сыяктуу эритмелер 1960-жылдардын ортосунда өткөөл металлдардын жана сейрек кездешүүчү элементтердин биринчи мууну менен иштелип чыккан жана 1970-жылдардын аягында Конгодогу туруксуз жеткирүүлөрдөн улам кобальттын баасы кескин көтөрүлгөн. Ошол учурда, эң жогорку самарий-кобальт туруктуу магниттери (BH) макс эң жогору болгон жана изилдөө коомчулугу бул магниттерди алмаштырууга туура келген. Бир нече жылдан кийин, 1984-жылы, Nd-Fe-B негизинде туруктуу магниттерди иштеп чыгуу биринчи жолу Sagawa et al. Sumitomo Special Metals компаниясында порошок металлургиясынын технологиясын колдонуу, General Motors компаниясынын эритмелерин ийирүү процессин колдонуу. Төмөнкү сүрөттө көрүнүп тургандай, (BH)max болот үчүн ≈1 MGOe баштап, акыркы 20 жыл ичинде NdFeB магниттери үчүн болжол менен 56 MGOe жеткен, дээрлик бир кылымдын ичинде жакшырды.

Өнөр жай процесстеринде туруктуулук жакында артыкчылыктуу болуп калды жана сейрек кездешүүчү жер элементтери, алардын жогорку жеткирүү тобокелдигине жана экономикалык маанисине байланыштуу өлкөлөр тарабынан негизги чийки зат катары таанылган, сейрек кездешүүчү жерсиз жаңы туруктуу магниттерди изилдөө үчүн аймактарды ачты. Изилдөөнүн мүмкүн болгон багыттарынын бири – эң алгачкы иштелип чыккан туруктуу магниттерге, феррит магниттерине көз чаптырып, акыркы ондогон жылдардагы бардык жаңы куралдарды жана ыкмаларды колдонуу менен аларды изилдөө. Бир нече уюмдар азыр сейрек кездешүүчү магниттерди жашыл, эффективдүү альтернативалар менен алмаштырууну үмүт кылган жаңы изилдөө долбоорлорунун үстүндө иштеп жатышат.