Une équipe de recherche dirigée par le Dr Jung-Goo Lee et le Dr Tae-Hoon Kim du Département des matériaux magnétiques de la Division des matériaux en poudre de l’Institut coréen des sciences des matériaux (KIMS), un institut de recherche financé par le gouvernement et relevant du ministère de La science et les TIC ont réussi à développer des aimants permanents économes en terres rares qui peuvent remplacer les aimants commerciaux de calibre 42M tout en réduisant la quantité de néodyme (Nd), un matériau de terre rare coûteux, d’environ 30 %. La technologie a atteint le niveau commercial de performance actuellement utilisé dans l’industrie, même si la quantité de ressources de terres rares à prix élevé est réduite.
Le néodyme est un matériau coûteux et d’approvisionnement instable, mais il est essentiel pour la fabrication d’aimants permanents en terres rares. Afin de développer un aimant permanent réduit en Nd, la teneur en cérium (Ce), un élément peu coûteux, a été augmentée, au lieu de réduire la teneur en Nd. Jusqu’à présent, avec l’augmentation de la teneur en Ce, la détérioration des propriétés magnétiques était inévitable. L’équipe de recherche s’est concentrée sur la clarification de la raison et du mécanisme de la détérioration des propriétés magnétiques causée par l’augmentation de la teneur en Ce, et ils ont résolu avec succès le problème des aimants permanents réduits en terres rares en contrôlant la microstructure à l’échelle atomique.
Les chercheurs ont découvert que des particules magnétiques inutiles se formaient au cours du processus de fabrication, la raison sous-jacente de la détérioration des propriétés magnétiques et microstructurales des aimants. Ils ont modifié la microstructure et amélioré les propriétés magnétiques en empêchant la diffusion des atomes afin que la formation de particules magnétiques inutiles soit supprimée.
L’équipe de recherche a appliqué la méthode de filage à l’état fondu et la méthode de déformation à chaud, qui ont des taux de refroidissement très rapides par rapport au processus conventionnel, au processus de fabrication de précurseurs de terres rares réduites et d’aimants en vrac finaux, respectivement. En conséquence, ils ont réussi à optimiser la microstructure des aimants en supprimant la formation de particules magnétiques inutiles. De plus, ils ont pu améliorer simultanément l’aimantation résiduelle et la force coercitive, qui sont les principales propriétés des aimants permanents.
Le marché intérieur des aimants permanents en terres rares pour les moteurs à haut rendement valait 186 milliards de dollars par an en 2021, et la Corée dépend des importations de ce matériau. Compte tenu des problèmes actuels tels que la militarisation des ressources en terres rares par la Chine, les restrictions à l’exportation du Japon sur les matériaux magnétiques et la neutralité carbone mondiale, la localisation des matériaux d’aimants permanents en terres rares est nécessaire pour la Corée. Lorsque cette technologie sera commercialisée, elle pourra être utilisée dans des industries à haute valeur ajoutée telles que les véhicules électriques, les drones, les voitures volantes et les navires électriques qui nécessitent des moteurs à haut rendement.
Le Dr Tae-Hoon Kim, chercheur principal au KIMS, qui a dirigé l’équipe de recherche, a déclaré : « Lorsque la technologie sera commercialisée, elle résoudra simultanément les problèmes de ressources et les problèmes de matériaux, de pièces et d’équipements dans le domaine permanent des terres rares nationales. marchés des aimants. Ce n’est que le début. Avec d’autres recherches à l’avenir, nous n’épargnerons aucun effort pour diriger le développement de l’industrie nationale des aimants permanents de terres rares.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans Scripta Materialia le 17 mars.
Ga-Yeong Kim et al, Aimants haute performance à substitution Ce (Nd0.7Ce0.3) -Fe-B déformés à chaud fabriqués à partir de poudres amorphes filées à l’état fondu, Scripta Materialia (2022). DOI : 10.1016/j.scriptamat.2022.114676
Fourni par le Conseil national de recherches sur la science et la technologie