คุณภาพ แม่เหล็กนีโอไดเมียมอุตสาหกรรม & แม่เหล็กถาวรนีโอดิเมียม ผู้ผลิต

การใช้แม่เหล็ก NdFeB ใน Drones   การใช้แม่เหล็ก NdFeB ในสาขาของ UAVs เป็นหลักแล้วสะท้อนออกมาในลักษณะของพวกเขาเป็นวัสดุแม่เหล็กถาวรที่มีประสิทธิภาพสูงคุณสมบัติเหล่านี้ทําให้แม่เหล็ก NdFeB เป็นส่วนสําคัญของมอเตอร์ UAV และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะเจาะจง, NdFeB แม็กเนตถูกใช้อย่างแพร่หลายในมอเตอร์ brushless สําหรับ drones เนื่องจากขนาดเล็กของพวกเขา, น้ําหนักเบา, และคุณสมบัติแม่เหล็กที่แข็งแรง. เมื่อเทียบกับมอเตอร์ brushed,เครื่องยนต์ไร้แปรงมีข้อดีของการขัดขัดน้อยลงและสูญเสียน้อยลง, การผลิตความร้อนที่ต่ํา, อายุการใช้งานยาว, และเสียงเสียงต่ํา. ในการใช้งานของ Drone แม็กเนต NdFeB ไม่ใช่อีกแต่ในเครื่องยนต์ brushless แต่ยังใช้ในหลายด้าน เช่น เครื่องยนต์หมุน, เซ็นเซอร์, เครื่องกั้นและอุปกรณ์ดึงดูด, สายทางนํา,และระบบนําทางการใช้งานเหล่านี้แสดงถึงบทบาทสําคัญของแม่เหล็ก NdFeB ในการปรับปรุงผลงานของเครื่องบินเช่น การเพิ่มความสามารถในการบรรทุกและเวลาบินโดยการลดน้ําหนักของมอเตอร์ และการปรับปรุงผลงานโดยรวมของ Drone โดยการปรับปรุงการออกแบบของมอเตอร์.     แม็กเนตโลหะ-โบรอน (เนโอดีเมียม-โลหะ-โบรอน) ใช้อย่างแพร่หลายในส่วนประกอบต่างๆ ของเครื่องบินไร้คนขับ เนื่องจากความแข็งแรงทางแม่เหล็กสูง, ขนาดเล็ก และมีประสิทธิภาพสูงนี่คือการใช้งานหลักของแม่เหล็ก NdFeB ในเทคโนโลยี Drone: เครื่องยนต์โดรน แม็กเนต NdFeB สําคัญสําหรับมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนหมุนเครื่องบินโดรน มอเตอร์ซินครอนส์แม่เหล็กถาวร (PMSM) ที่ใช้ในเครื่องบินโดรนมีแม่เหล็ก NdFeB ลงในหมุนของมันแม็กเนตเหล่านี้สร้างสนามแม่เหล็ก ที่ทําให้เครื่องยนต์สามารถแปลงพลังงานไฟฟ้า ให้เป็นพลังงานกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อขับเคลื่อนเครื่องบิน. เซ็นเซอร์ Drone แม็กเนต NdFeB ใช้ในเซนเซอร์ต่าง ๆ ที่ติดตามและควบคุมการเคลื่อนไหวของเครื่องบินไร้คนขับเคลื่อน. เซนเซอร์การเคลื่อนไหวพึ่งพาแม็กเนต NdFeB เพื่อตรวจจับความเร็ว ตําแหน่ง และระยะทางอย่างแม่นยําความกระชับกําลังฮอลล์ที่ผลิตโดยความหนาแน่นของแม่เหล็กไหลเวียนถูกใช้เป็นผลิตเซ็นเซอร์. เครื่องติดตั้ง Drone เครื่องบินโดรนบางเครื่องมีเครื่องจับแม่เหล็ก ที่ใช้แม่เหล็ก NdFeB ในการหยิบและควบคุมวัตถุเครื่องจับนี้มีพื้นผิวแม่เหล็กเรียบ สามารถยกวัสดุแม่เหล็กเหล็กได้ โดยไม่ต้องใช้นิ้วมือหุ่นยนต์ที่ซับซ้อนลักษณะถาวรของแม่เหล็ก NdFeB ทําให้ clamps เหล่านี้ทํางานโดยไม่ต้องมีแหล่งพลังงาน เครื่องบินไมโครโดรน นักวิจัยได้พัฒนาเครื่องบินไร้คนขับ ที่มีความยาวเพียง 1.7 เซนติเมตร และสามารถเปลี่ยนรูปร่างและพับได้ ด้วยการใช้แม่เหล็ก NdFeBอัตราความแข็งแกร่งสูงต่อขนาดของแม่เหล็ก NdFeB สามารถใช้ในการสร้างไมโครโดรนที่คอมแพคตและสามารถเคลื่อนไหวได้สูง.

ธาตุแรร์เอิร์ธเป็น "ความลับ" ของวัสดุขั้นสูงมากมายสำหรับการใช้งานด้านพลังงาน การขนส่ง การป้องกันและการสื่อสารพลังงานสะอาดที่ใช้พลังงานสะอาดมากที่สุดคือแม่เหล็กถาวร ซึ่งยังคงคุณสมบัติทางแม่เหล็กไว้แม้จะไม่มีสนามเหนี่ยวหรือกระแสไฟ         Ramesh Bhave แห่งห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ได้ร่วมคิดค้นกระบวนการในการกู้คืนธาตุหายากที่มีความบริสุทธิ์สูงจากแม่เหล็กที่ถูกทิ้งของฮาร์ดไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์ (แสดงไว้ที่นี่) และของเสียหลังการบริโภคอื่นๆเครดิต: Carlos Jones/Oak Ridge National Laboratory, US Dept. of Energy     ขณะนี้ นักวิจัยของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ได้คิดค้นกระบวนการเพื่อแยกธาตุหายากออกจากแม่เหล็กที่หลงเหลืออยู่ของฮาร์ดไดรฟ์ที่ใช้และแหล่งอื่นๆพวกเขามีจดสิทธิบัตรและขยายขนาดกระบวนการในการสาธิตในห้องปฏิบัติการและกำลังทำงานร่วมกับผู้รับอนุญาตของ ORNLโมเมนตัมเทคโนโลยีแห่งดัลลาสเพื่อปรับขนาดกระบวนการเพิ่มเติมเพื่อผลิตออกไซด์ของแรร์เอิร์ทในเชิงพาณิชย์ “เราได้พัฒนากระบวนการที่ประหยัดพลังงาน คุ้มค่า และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพื่อกู้คืนวัสดุที่สำคัญที่มีมูลค่าสูง” Ramesh Bhave ผู้ประดิษฐ์ร่วมจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ของ DOE ซึ่งเป็นผู้นำทีมเทคโนโลยีเมมเบรนในแผนกเคมีของ ORNL กล่าว“เป็นการปรับปรุงกระบวนการแบบเดิมๆ ซึ่งต้องการสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่ เงินทุนและต้นทุนการดำเนินงานที่สูง และของเสียจำนวนมาก” แม่เหล็กถาวรช่วยให้ฮาร์ดไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์อ่านและเขียนข้อมูล มอเตอร์ขับเคลื่อนที่ขับเคลื่อนรถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้า กังหันลมคู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และช่วยให้สมาร์ทโฟนแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นเสียง ด้วยกระบวนการที่จดสิทธิบัตร แม่เหล็กจะละลายในกรดไนตริก และสารละลายจะถูกป้อนอย่างต่อเนื่องผ่านโมดูลที่รองรับเมมเบรนโพลีเมอร์เมมเบรนประกอบด้วยเส้นใยกลวงที่มีรูพรุนพร้อมสารสกัดที่ทำหน้าที่เป็น "ตำรวจจราจร" ทางเคมีมันสร้างบาเรียเฉพาะเจาะจงและปล่อยให้ธาตุแรร์เอิร์ธผ่านเข้าไปได้เท่านั้นสารละลายที่อุดมด้วยธาตุแรร์เอิร์ธที่เก็บรวบรวมจากอีกด้านหนึ่งจะได้รับการประมวลผลเพิ่มเติมเพื่อให้เกิดออกไซด์ของแรร์เอิร์ธที่ความบริสุทธิ์เกิน 99.5% แม่เหล็กวัตถุดิบสำหรับโครงการนี้มาจากแหล่งที่หลากหลายทั่วโลกTim McIntyre ของ ORNL ซึ่งเป็นผู้นำโครงการ CMI ในการพัฒนาเทคโนโลยีหุ่นยนต์เพื่อดึงแม่เหล็กออกจากฮาร์ดไดรฟ์Wistron และ Okon Metals ทั้งจาก Texas และ Grishma Special Materials ของอินเดียจัดหาให้ผู้อื่นแม่เหล็กที่ใหญ่ที่สุดมาจากเครื่อง MRI ซึ่งใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียม - เหล็กโบรอน 110 ปอนด์ (50 กิโลกรัม)เครดิต: Carlos Jones/Oak Ridge National Laboratory, US Dept. of Energy เป็นเรื่องน่าทึ่งเมื่อพิจารณาว่าโดยปกติ 70% ของแม่เหล็กถาวรเป็นเหล็ก ซึ่งไม่ใช่ธาตุแรร์เอิร์ธ"โดยพื้นฐานแล้วเราสามารถกำจัดธาตุเหล็กได้อย่างสมบูรณ์และกู้คืนเฉพาะธาตุหายาก" Bhave กล่าวการแยกองค์ประกอบที่พึงประสงค์โดยไม่แยกองค์ประกอบที่ไม่ต้องการออกร่วมหมายถึงการสร้างของเสียน้อยลงซึ่งจะต้องบำบัดและกำจัดปลายน้ำ ผู้สนับสนุนงานได้แก่ DOE'sสถาบันวัสดุที่สำคัญหรือ CMI สำหรับการวิจัยการแยกสารและ Office of Technology Transitions ของ DOE หรือ OTT สำหรับการขยายขนาดกระบวนการORNL เป็นสมาชิกทีมผู้ก่อตั้งของ CMI ซึ่งเป็นศูนย์นวัตกรรมด้านพลังงานของ DOE ซึ่งนำโดย Ames Laboratory ของ DOE และบริหารจัดการโดยสำนักงานการผลิตขั้นสูง“การขุด” ของสารละลายกรดที่มีเยื่อบาง ๆ ของ Bhave ร่วมกับเทคโนโลยี CMI อื่น ๆ ที่มีแนวโน้มว่าจะกู้คืนแร่หายาก ซึ่งรวมถึงกระบวนการง่ายๆ ที่บดขยี้แม่เหล็กและทางเลือกที่ปราศจากกรด. อุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับวัสดุที่สำคัญ และชุมชนวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนากระบวนการในการรีไซเคิลอย่างไรก็ตาม ไม่มีกระบวนการเชิงพาณิชย์ใดที่จะรีไซเคิลธาตุหายากบริสุทธิ์จากแม่เหล็กขยะอิเล็กทรอนิกส์นั่นเป็นโอกาสที่พลาดไปอย่างมากเมื่อพิจารณาจากคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล แท็บเล็ตและโทรศัพท์มือถือ 2.2 พันล้านเครื่องที่คาดว่าจะจัดส่งทั่วโลกในปี 2019ตาม Gartner."อุปกรณ์เหล่านี้ทั้งหมดมีแม่เหล็กโลกที่หายาก" Bhave ตั้งข้อสังเกต โครงการของ Bhave ซึ่งเริ่มในปี 2556 เป็นความพยายามของทีมJohn Klaehn และ Eric Peterson จาก Idaho National Laboratory ของ DOE ได้ร่วมมือกันในช่วงแรกของการวิจัยที่เน้นด้านเคมี และ Ananth Iyer ศาสตราจารย์ที่ Purdue University ได้ประเมินความเป็นไปได้ทางเทคนิคและเศรษฐกิจในการขยายขนาดในภายหลังที่ ORNL อดีตเพื่อนดุษฎีบัณฑิต Daejin Kim และ Vishwanath Deshmane ศึกษาการพัฒนากระบวนการแยกและขยายขนาดตามลำดับทีมงาน ORNL ปัจจุบันของ Bhave ซึ่งประกอบด้วย Dale Adcock, Pranathi Gangavarapu, Syed Islam, Larry Powell และ Priyesh Wagh มุ่งเน้นไปที่การปรับขนาดกระบวนการและทำงานร่วมกับพันธมิตรในอุตสาหกรรมที่จะทำการค้าเทคโนโลยี เพื่อให้แน่ใจว่าแร่หายากสามารถกู้คืนได้จากวัตถุดิบที่หลากหลาย นักวิจัยได้นำแม่เหล็กที่มีองค์ประกอบต่างกัน—จากแหล่งที่มารวมถึงฮาร์ดไดรฟ์, เครื่องถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก, โทรศัพท์มือถือและรถยนต์ไฮบริด— ไปจนถึงกระบวนการ ธาตุหายากส่วนใหญ่เป็นธาตุแลนทาไนด์ ซึ่งเป็นธาตุที่มีเลขอะตอมระหว่าง 57 ถึง 71 ในตารางธาตุ“ความเชี่ยวชาญอย่างมากของ ORNL ในเคมีแลนทาไนด์ทำให้เราเริ่มต้นอย่างก้าวกระโดด” Bhave กล่าว“เราเริ่มมองหาเคมีภัณฑ์แลนทาไนด์และวิธีการสกัดแลนทาไนด์อย่างเลือกสรร” กว่าสองปีที่นักวิจัยได้ปรับแต่งเคมีของเมมเบรนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการฟื้นตัวของธาตุหายากตอนนี้ กระบวนการของพวกมันสามารถกู้คืนธาตุหายากได้มากกว่า 97% จนถึงปัจจุบันโครงการรีไซเคิลของ Bhave ได้ส่งผลให้ได้รับสิทธิบัตรและสิ่งพิมพ์สองฉบับ (ที่นี่และที่นี่) บันทึกการฟื้นตัวของธาตุหายากสามธาตุ ได้แก่ นีโอดิเมียม เพรสซิโอไดเมียม และดิสโพรเซียม ซึ่งเป็นส่วนผสมของออกไซด์ การแยกตัวในระยะที่สองเริ่มขึ้นในเดือนกรกฎาคม 2018 โดยมีความพยายามที่จะแยกดิสโพรเซียมออกจากนีโอดิเมียมและพราซีโอไดเมียมส่วนผสมของออกไซด์สามชนิดขายได้ในราคา 50 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัมหากแยกดิสโพรเซียมออกจากของผสม ออกไซด์ของมันสามารถขายได้มากเป็นห้าเท่า ขั้นตอนที่สองของโปรแกรมจะสำรวจด้วยว่ากระบวนการพื้นฐานของ ORNL สำหรับการแยกธาตุหายากสามารถพัฒนาเพื่อแยกองค์ประกอบตามต้องการอื่น ๆ ออกจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้หรือไม่“การเติบโตอย่างสูงของรถยนต์ไฟฟ้าที่คาดหวังจะต้องใช้ลิเธียมและโคบอลต์จำนวนมหาศาล” Bhave กล่าว ความพยายามทางอุตสาหกรรมที่จำเป็นในการปรับใช้กระบวนการ ORNL สู่ตลาด ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนมากกว่าสองปีโดยกองทุน OTT Technology Commercialization Fund ของ DOE เริ่มขึ้นในเดือนกุมภาพันธ์ 2019 เป้าหมายคือการกู้คืนแรร์เอิร์ธออกไซด์หลายร้อยกิโลกรัมในแต่ละเดือน และตรวจสอบ ยืนยัน และรับรองว่าผู้ผลิตสามารถใช้วัสดุรีไซเคิลเพื่อผลิตแม่เหล็กที่เทียบเท่ากับที่ทำจากวัสดุบริสุทธิ์ สำนักงานการผลิตขั้นสูงของ DOE ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสำนักงานประหยัดพลังงานและพลังงานทดแทน ให้ทุนสนับสนุนการวิจัยนี้ผ่าน CMI ซึ่งจัดตั้งขึ้นเพื่อกระจายอุปทาน พัฒนาวัสดุทดแทน ปรับปรุงการใช้ซ้ำและการรีไซเคิล และดำเนินการวิจัยข้ามวัสดุที่สำคัญORNL ได้กำหนดทิศทางเชิงกลยุทธ์สำหรับพื้นที่เหล่านี้ตั้งแต่ CMI เริ่มต้นในปี 2013 ซึ่งรวมถึงการจัดหาผู้นำสำหรับพื้นที่โฟกัสและโครงการต่างๆ ที่นำไปสู่นวัตกรรมใหม่ๆ ในโลหะผสมอะลูมิเนียม-ซีเรียมและการรีไซเคิลแม่เหล็ก แหล่งที่มา:ORNL  

  แม่เหล็กนีโอไดเมียมคือแม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่งที่สุดที่มีจำหน่ายทั่วไปที่ไหนก็ได้ในโลกพวกเขาให้ระดับแม่เหล็กที่เหนือชั้นและความต้านทานต่อการล้างอำนาจแม่เหล็กเมื่อเปรียบเทียบกับแม่เหล็กเฟอร์ไรต์ อัลนิโค และแม้แต่แม่เหล็กซาแมเรียม-โคบอลต์