Nuevos imanes de aleación de cerio de bajo costo desarrollados para motores y turbinas

Los imanes permanentes basados ​​en neodimio-hierro-boro son lo más fuerte que se puede comprar con dinero. El principal problema con ellos es que para trabajar por encima de la temperatura ambiente es necesario agregar cantidades significativas del elemento raro disprosio. Con los precios en alza, esta situación probablemente tendrá que cambiar. Investigadores del Departamento de Energía Laboratorio Ames Acabamos de descubrir que la tierra rara más abundante que tenemos, el cerio, puede sustituir al disprosio cuando se coalea adecuadamente con cobalto.

Anteriormente, los intentos de usar cerio en imanes fracasaban porque en realidad bajaba la temperatura de Curie. Ese es el punto por encima del cual se pierden las propiedades magnéticas de la aleación o el metal. Sin embargo, cuando se agrega cobalto a la mezcla, se obtiene una aleación que se desempeña mejor que cualquier otra cosa por encima de 150 ° C.Varias variables importantes entran en juego al especificar un imán, pero su coercitividad intrínseca a temperaturas elevadas es clave para muchas aplicaciones comunes. Esta es la capacidad del material para resistir las fuerzas malignas de la desmagnetización.



Además de los efectos de ruptura de imanes de la temperatura elevada, las fuerzas que degradan la vida útil y el rendimiento del imán del motor incluyen vibración y incluso radiación . Para las empresas mineras que apenas pueden ceder el cerio, la robustez de estas nuevas aleaciones de cerio a estas fuerzas es una gran noticia. En comparación con los imanes estándar basados ​​en disprosio que ahora se utilizan en muchas aplicaciones de turbinas, automóviles eléctricos y servomotores, el cerio debería reducir entre un 20 y un 40 por ciento del precio de etiqueta.



Motor magnetico

Puede que no parezca un gran problema, pero a medida que aumenta la demanda de motores de imanes permanentes más grandes, los fabricantes pueden satisfacerla utilizando cerio. Algunos vehículos eléctricos todavía usan diseños de motor de inducción u otros que carecen de imanes permanentes. Pero por encima de cierto tamaño, la fabricación de imanes grandes se vuelve cada vez más antieconómica. Por otro lado, enrollar las bobinas de los motores totalmente electromagnéticos se vuelve más fácil cuando todo se vuelve más grande. Para aplicaciones como brazos robóticos de 10 grados de libertad, nunca podrá superar la compacidad y la densidad de potencia de los motores de imanes permanentes.



Se estima que el motor de propulsión de un híbrido normalmente genera alrededor de 80 caballos de fuerza por kilogramo de neodimio. Con más aplicaciones de élite como aviones totalmente eléctricos que se avecinan, los motores probablemente se llevarán al extremo. Las capacidades de alta temperatura de los imanes de cerio permitirían que los motores fabricados con ellos funcionen a temperaturas correspondientemente más altas. Eso significa que las corrientes empujadas a través de sus bobinas pueden ser más altas, más largas y más fuertes.

En un momento en que China regula estrictamente más del 90 por ciento de la producción mundial de metales de tierras raras, ser un poco más estratégico con nuestros materiales estratégicos parecería un acierto. Pasar a cerio más abundante sin duda sería una forma de hacerlo.

Copyright © Todos Los Derechos Reservados | 2007es.com