مرز جدید آهنرباهای عناصر خاکی کمیاب؟ آیا گالیوم میتواند جایگزین سازگار با محیط زیست برای دیسپروزیم و تربیوم باشد؟
در حوزه آهنرباهای دائمی عناصر خاکی کمیاب، بحث انقلابی در مورد افزایش عملکرد و استفاده پایدار از منابع، به آرامی در حال افزایش است. به طور سنتی، تکنیکهای نفوذ دیسپروزیم و تربیوم به طور گسترده برای تقویت وادارندگی و مقاومت مغناطیسزدایی آهنرباهای نئودیمیوم-آهن-بور (NdFeB) به کار گرفته شدهاند. با این حال، استخراج این عناصر خاکی کمیاب سنگین، چالشهای بزرگی از جمله هزینههای بالا، اثرات زیستمحیطی، ذخایر کل محدود و نرخ بهرهبرداری پایین را به همراه دارد. در مواجهه با این مسائل فوری، جستجوی جایگزینهای کارآمد و سازگار با محیط زیست به یک نیاز مبرم در صنعت تبدیل شده است.
طبق بهروزرسانیهای اخیر، در سال ۲۰۲۳، وزارتخانهها و کمیسیونهای ملی جلسات متعددی را برای تمرکز بر استفاده کارآمد از منابع عناصر خاکی کمیاب و حفاظت از محیط زیست تشکیل دادهاند و به وضوح جهت استراتژیک کاهش استفاده از مواد خاکی کمیاب سنگین را ترسیم کردهاند. در این زمینه، عنصری به نام گالیوم به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد و ذخایر فراوانش، به تدریج مورد توجه محققان و صنعتگران قرار گرفته است.
گالیوم: چراغ راهنمای جدیدی برای آهنرباهای عناصر خاکی کمیاب؟
گالیوم که مقاومت دمایی و مقاومت مغناطیسزدایی استثنایی نیز از خود نشان میدهد، قیمت بازار بسیار پایینتری نسبت به تربیم و قیمت اندکی پایینتری نسبت به دیسپروزیم دارد که مزیت اقتصادی قابل توجهی را ارائه میدهد. مهمتر از آن، کل ذخایر معدنی گالیوم بسیار بیشتر از دیسپروزیم و تربیم است و راه را برای کاربردهای در مقیاس بزرگ هموار میکند. همانطور که وزارت صنایع و فناوری اطلاعات از «صرفهجویی در مصرف انرژی، کاهش انتشار گازهای گلخانهای و توسعهی جدی صنعت موتورهای انرژی جدید» حمایت میکند، عملکرد بالا و طول عمر آهنرباهای دائمی عناصر خاکی کمیاب برای صنعت موتورهای انرژی جدید ضروری شده است. مقررات تصریح میکنند که نرخ مغناطیسزدایی آهنرباهای دائمی عناصر خاکی کمیاب باید در طول دههی آینده به شدت در محدودهی ۱٪ کنترل شود و الزامات سختگیرانهتری را در انتخاب و کاربرد مواد اعمال میکند.
دوران پس از آهنربای دائمی: گالیوم ممکن است پیشرو این روند باشد
در این زمینه، گالیوم، با خواص منحصر به فرد و مزایای منابع خود، به عنوان جایگزینی حیاتی برای عناصر خاکی کمیاب سنتی مانند دیسپروزیم و تربیوم مورد استقبال قرار گرفته است. این گذار نویدبخش کاهش کمبود منابع خاکی کمیاب، کاهش آلودگی زیستمحیطی در طول استخراج معادن و ارائه راهحلهای اقتصادیتر و سازگارتر با محیط زیست برای صنعت موتورهای انرژی جدید است. کارشناسان صنعت معتقدند که با پیشرفتهای مداوم فناوری و سناریوهای کاربردی گسترده، کاربرد گالیوم در آهنرباهای دائمی خاکی کمیاب پتانسیل عظیمی دارد و به طور بالقوه آغازگر دوران جدیدی از نوآوری در مواد خواهد بود.
نتیجهگیری
در مواجهه با چالشهای دوگانه کمبود منابع جهانی و حفاظت از محیط زیست، نوآوری و توسعه مواد دائمی عناصر خاکی کمیاب مسئولیتهای مهمی را به همراه دارد. ظهور گالیوم به عنوان یک گزینه مناسب، نشاط و امید تازهای را به این حوزه تزریق میکند. در آینده، مشتاقانه منتظر دستاوردهای پیشگامانهتری با بهرهگیری از گالیوم هستیم که به طور مشترک صنعت مواد دائمی عناصر خاکی کمیاب را به سمت مسیری سبزتر، کارآمدتر و پایدار سوق میدهند.
مرجع:
دوازدهمین کنفرانس صنایع فلزات کوچک SMM 2024 با موفقیت به پایان رسید! مروری جامع بر چشماندازهای توسعه صنعت و فناوریهای کلیدی!