De skiednis fan seldsume ierde permaninte magneten foar motors

Rare ierde eleminten (seldsume ierde permaninte magnets) binne 17 metalen eleminten yn 'e midden fan it periodyk systeem (atoomnûmers 21, 39, en 57-71) dy't ûngewoane fluorescent, conductive en magnetyske eigenskippen hawwe dy't se ynkompatibel meitsje mei mear gewoane metalen lykas izer) is tige brûkber as alloyed of mingd yn lytse bedraggen. Geologysk sjoen binne seldsume ierde eleminten net bysûnder seldsum. Deposysjes fan dizze metalen wurde fûn yn in protte dielen fan 'e wrâld, en guon eleminten binne oanwêzich yn likernôch itselde bedrach as koper of tin. Seldsume ierde-eleminten binne lykwols nea fûn yn tige hege konsintraasjes en wurde faak mei-inoar of mei radioaktive eleminten lykas uranium mingd. De gemyske eigenskippen fan seldsume ierde eleminten meitsje it dreech te skieden fan omlizzende materialen, en dizze eigenskippen ek meitsje Se binne dreech te suverjen. Aktuele produksjemetoaden fereaskje grutte hoemannichten erts en generearje grutte hoemannichten gefaarlik ôffal om mar lytse hoemannichten seldsume ierdmetalen te ekstrahearjen, mei ôffal fan ferwurkingsmetoaden ynklusyf radioaktyf wetter, giftige fluor en soeren.

De ierste ûntdutsen permaninte magneten wiene mineralen dy't in stabyl magnetysk fjild levere. Oant it begjin fan 'e 19e ieu wiene magneten kwetsber, ynstabyl en makke fan koalstofstiel. Yn 1917, Japan ûntduts kobalt magneet stiel, dat makke ferbetterings. De prestaasjes fan permaninte magneten binne sûnt har ûntdekking trochgean te ferbetterjen. Foar Alnicos (Al / Ni / Co alloys) yn de jierren 1930, dizze evolúsje waard manifestearre yn it maksimum oantal ferhege enerzjy produkt (BH) max, dy't gâns ferbettere de kwaliteit faktor fan permaninte magneten, en foar in bepaald folume fan magneten, de maksimum enerzjy tichtens koe wurde omboud ta macht dat kin brûkt wurde yn masines mei help fan magneten.

De earste ferrietmagneet waard yn 1950 by ûngelok ûntdutsen yn it natuerkundelaboratoarium fan Philips Industrial Research yn Nederlân. In assistint synthesized it by fersin - hy soe tariede in oare stekproef te studearjen as semiconductor materiaal. It waard fûn dat it eins magnetysk wie, dus waard it trochjûn oan it magnetyske ûndersyksteam. Troch syn goede prestaasjes as magneet en legere produksjekosten. As sadanich wie it in troch Philips ûntwikkele produkt dat it begjin markearre fan in rappe tanimming fan it brûken fan permaninte magneten.

Yn de jierren 1960, de earste seldsume ierde magneten(seldsume ierde permaninte magnets)waarden makke fan alloys fan it lanthanide elemint, yttrium. Se binne de sterkste permaninte magneten mei hege sêding magnetization en goede wjerstân tsjin demagnetization. Hoewol se djoer, kwetsber en net effisjint binne by hege temperatueren, begjinne se de merk te dominearjen as har applikaasjes relevanter wurde. Eigendom fan persoanlike kompjûters waard wiidferspraat yn 'e jierren '80, wat betsjutte in hege fraach nei permaninte magneten foar hurde skiven.

Alloys lykas samarium-kobalt waarden ûntwikkele yn 'e midden fan' e jierren '60 mei de earste generaasje oergongsmetalen en seldsume ierden, en yn 'e lette jierren '70 gie de priis fan kobalt flink omheech troch instabile foarrieden yn Kongo. Yn dy tiid wie de heechste samarium-kobalt permaninte magneten (BH)max de heechste en de ûndersyksmienskip moast dizze magneten ferfange. In pear jier letter, yn 1984, waard de ûntwikkeling fan permaninte magneten basearre op Nd-Fe-B foar it earst foarsteld troch Sagawa et al. Mei help fan poedermetallurgytechnology by Sumitomo Special Metals, mei it smeltspinningsproses fan General Motors. Lykas werjûn yn 'e ûndersteande figuer, is (BH) max ferbettere oer hast in ieu, begjinnend by ≈1 MGOe foar stiel en berikt sawat 56 MGOe foar NdFeB-magneten oer de ôfrûne 20 jier.

Duorsumens yn yndustriële prosessen is koartlyn in prioriteit wurden, en seldsume ierde-eleminten, dy't troch lannen binne erkend as wichtige grûnstoffen fanwege har hege oanbodrisiko en ekonomysk belang, hawwe gebieten iepene foar ûndersyk nei nije seldsume ierdefrije permaninte magneten. Ien mooglike ûndersyksrjochting is om werom te sjen nei de ierst ûntwikkele permaninte magneten, ferritmagneten, en se fierder te studearjen mei alle nije ark en metoaden dy't beskikber binne yn 'e lêste desennia. Ferskate organisaasjes wurkje no oan nije ûndersyksprojekten dy't hoopje seldsume-ierdemagneten te ferfangen troch grienere, effisjinter alternativen.