مرز جدید آهنرباهای نادر زمین؟ آیا گالیوم می تواند جایگزین دوستدار محیط زیست برای دیسپروزیم و تربیوم باشد؟

در قلمرو آهنرباهای دائمی خاکی کمیاب، بحث انقلابی در مورد افزایش عملکرد و استفاده پایدار از منابع بی سر و صدا در حال افزایش است. به طور سنتی، تکنیک های نفوذ دیسپروزیم و تربیوم به طور گسترده ای برای تقویت مقاومت اجباری و مغناطیس زدایی آهنرباهای نئودیمیم-آهن-بور (NdFeB) مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، استخراج این عناصر سنگین خاکی کمیاب چالش‌های بزرگی از جمله هزینه‌های بالا، اثرات زیست‌محیطی، ذخایر محدود و نرخ بهره‌برداری پایین را به همراه دارد. در مواجهه با این مسائل مبرم، جستجو برای جایگزین های کارآمد و سازگار با محیط زیست به یک نیاز مبرم در صنعت تبدیل شده است.

بر اساس به روز رسانی های اخیر، در سال 2023، وزارتخانه ها و کمیسیون های ملی جلسات متعددی را برای تمرکز بر استفاده کارآمد از منابع خاکی کمیاب و حفاظت از محیط زیست تشکیل داده اند و به وضوح مسیر استراتژیک کاهش استفاده از مواد خاکی کمیاب سنگین را مشخص کرده اند. در این زمینه عنصری به نام گالیوم به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد و ذخایر فراوان به تدریج مورد توجه محققان و صنعت گران قرار گرفته است.

گالیوم: یک فانوس دریایی جدید برای آهنرباهای کمیاب زمین؟

گالیوم، که مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر دما و مقاومت در برابر مغناطیس‌زدایی از خود نشان می‌دهد، قیمت بازار به‌طور قابل‌توجهی پایین‌تر از تربیوم و قیمت بسیار پایین‌تری نسبت به دیسپروزیم دارد که یک مزیت اقتصادی قابل‌توجه است. مهمتر از آن، کل ذخایر معدنی گالیوم بسیار بیشتر از دیسپروزیم و تربیوم است که راه را برای کاربردهای در مقیاس بزرگ هموار می کند. همانطور که وزارت صنعت و فناوری اطلاعات از "حفظ انرژی، کاهش انتشار و توسعه شدید صنعت موتورهای انرژی جدید" حمایت می کند، عملکرد بالا و طول عمر آهنرباهای دائمی خاکی کمیاب برای صنعت موتورهای انرژی جدید ضروری است. مقررات تصریح می‌کند که نرخ مغناطیس‌زدایی آهن‌رباهای دائمی خاکی کمیاب باید به‌شدت تا 1 درصد در طول دهه آینده کنترل شود، و الزامات سخت‌گیرانه‌تری را برای انتخاب مواد و کاربرد اعمال می‌کند.

عصر آهنربا پس از دائمی: گالیوم ممکن است پیشرو باشد

در مقابل این پس زمینه، گالیم با خواص منحصر به فرد و مزایای منابع، به عنوان یک جایگزین حیاتی برای عناصر کمیاب سنتی مانند دیسپروزیم و تربیوم مورد استقبال قرار می گیرد. این انتقال نوید کاهش کمبود منابع خاکی کمیاب، کاهش آلودگی زیست محیطی در حین استخراج، و ارائه راه حل های اقتصادی تر و سازگار با محیط زیست برای صنعت موتورهای انرژی جدید را دارد. کارشناسان صنعت پیشنهاد می‌کنند که با پیشرفت‌های مداوم فناوری و سناریوهای کاربردی گسترده، کاربرد گالیوم در آهن‌رباهای دائمی خاکی کمیاب پتانسیل بسیار زیادی دارد و به طور بالقوه عصر جدیدی از نوآوری مواد را آغاز می‌کند.

نتیجه

در مواجهه با چالش های دوگانه کمبود منابع جهانی و حفاظت از محیط زیست، نوآوری و توسعه مواد دائمی خاکی کمیاب مسئولیت های مهمی را بر عهده دارد. ظهور گالیوم به عنوان یک گزینه مناسب، نشاط و امید تازه را به این زمینه تزریق می کند. در آینده، ما مشتاقانه پیش‌بینی می‌کنیم که دستاوردهای پیشگامانه‌تری با بهره‌گیری از گالیوم، به طور مشترک صنعت مواد دائمی خاک‌های کمیاب را به سمت مسیری سبزتر، کارآمدتر و پایدار سوق دهد.

ارجاع:
دوازدهمین کنفرانس صنعت فلزات کوچک SMM 2024 با موفقیت به پایان رسید! مروری جامع بر چشم انداز توسعه صنعت و فناوری های کلیدی!