Химики Урала создают 3D-магниты из редкоземов: зачем они нужны

Российские ученые разработали отечественную технологию 3D-печати постоянных магнитов из редкоземельных металлов. Новые магниты обладают уникальными характеристиками и будут востребованы в промышленности.
Ольга Бронская
Магниты на основе редкоземельных элементов могут выдерживать температуру до 550 °С
Магниты на основе редкоземельных элементов могут выдерживать температуру до 550 °СИсточник: УрФУ

Ученые Уральского федерального университета и Института физики металлов Уральского отделения РАН представили уникальную разработку — технологию 3D-печати постоянных магнитов из редкоземельных металлов. Это решение может быть полезным в автомобильном и аэрокосмическом секторах, а также в производстве современной техники.

Что сделали ученые?

Исследователи разработали методику изготовления магнитов, работающих при высоких температурах и способных послужить человеку на протяжении десятилетий и даже столетий. Исследователи создали магниты размером 10×10×3 мм, способные выдерживать температуры до 550 °С. Такие детали особенно важны для электрогенераторов, электротранспорта, авиастроения и космических аппаратов, где надежность и долговечность играют ключевую роль.

Магниты из сплава на основе самария и кобальта работают при температуре до 550 °С и идеально подходят для сложных условий эксплуатации. В то же время магниты с неодимом и железом выдерживают температуру до 200 °С и активно используются в электромобилях и бытовой технике.

Постоянные магниты широко применяются в современных гаджетах, двигателях электромобилей и промышленных системах
Постоянные магниты широко применяются в современных гаджетах, двигателях электромобилей и промышленных системахИсточник: УрФУ

Зачем это нужно?

Постоянные магниты широко применяются в современных гаджетах, двигателях электромобилей и промышленных системах. Они позволяют повысить эффективность работы устройств и продлить срок их службы. Например, внедрение таких магнитов в автомобили позволило сократить вес и габариты двигателей, одновременно повысив их производительность на 10−15%.

Что еще более важно, новый метод 3D-печати открывает новые горизонты в создании изделий сложной формы. Теперь можно быстро и эффективно создавать уникальные конструкции. Ранее их производство было бы слишком сложным или и вовсе невозможным.

Мы можем создать не просто магнит, а систему с несколькими полюсами, в которой могут быть токонепроводящие прослойки или другие особенности. Традиционным способом так сделать не получится, потому что один из этапов производства — прессование — накладывает колоссальные ограничения на форму магнита
Алексей Волегов
заведующий кафедрой магнетизма и магнитных наноматериалов УрФУ

Исследование выполнялось по заказу госкорпорации Росатом. Разработка станет частью полного технологического цикла от добычи редкоземельных металлов до выпуска готовых изделий. 

«У нас есть компетенции во всех ключевых звеньях редкоземельной промышленности: в добыче сырья (горнорудный дивизион); разработке и внедрении новых технологий получения редкоземельных металлов и продуктов из них (научный дивизион), производстве (топливный дивизион). При этом мы, безусловно, заинтересованы в сотрудничестве с другими организациями для создания и развития отечественных технологий, которые помогут не только укрепить технологический суверенитет нашей страны, но и будут востребованы в самых разных высокотехнологических сферах и на мировом рынке», — рассказал первый заместитель директора ЧУ «Наука и инновации» («Росатом») Алексей Дуб

Ранее ученые УрФУ представили метод диагностики заболеваний с помощью ИИ и выяснили, как медь повреждает мозг.