Как новые технологии помогут повысить полезные свойства материалов
Российские ученые предложили технологию производства магнитных материалов с редкоземельными элементами с помощью 3D-печати. Метод позволит серийно производить изделия со сложной внутренней структурой и конфигурацией силовых полей, что улучшит их свойства.
Материалы востребованы в высокотехнологичных отраслях промышленности — авиации, космонавтике, медицине и других. Изготовленные таким образом магниты могут служить десятилетиями и столетиями, отмечают эксперты. Как редкоземельные элементы и 3D-печать улучшат магнитыУченые из Уральского федерального университета и Института физики металлов Уральского отделения РАН создали технологию 3D-печати высокоэнергетических постоянных магнитов с применением редкоземельных металлов. Проект реализован под руководством частного учреждения «Наука и инновации» в рамках единого отраслевого тематического плана госкорпорации. Как объяснили разработчики, постоянные магниты — это изделия, которые могут создавать вокруг себя магнитное поле и поддерживать его продолжительное время, не расходуя при этом энергию. Вместе с тем добавки редкоземельных металлов в пять-шесть раз увеличивают энергетическую емкость электромагнитных систем и повышают их устойчивость к высоким температурам и агрессивным средам. Новый способ дает возможность изготавливать магниты на базе неодима и железа. При этом добавки двух типов позволяют получить улучшенные свойства. В первом случае за счет добавления празеодима, тербия и диспрозия ученые получают материалы, которые работают при 200 градусах, а во втором — примесь самария и кобальта позволяет изделиям функционировать при 550 градусах . Фото: Уральский федеральный университет — На данном этапе ученые исследуют магнитные эффекты на уровне нанометров. В свою очередь, 3D-печать позволяет добиться точности изготовления в несколько микрон. Управление магнитными полями на таких масштабах дает возможность добиться совершенно новых энергетических показателей электромагнитных устройств. При этом снижаются потери КПД за счет снижения вихревых токов в процессе эксплуатации,— объяснил «Известиям» первый заместитель директора частного учреждения «Наука и инновации» Алексей Дуб. Он отметил, что предложенные аддитивные технологии помогут поставить изготовление сложных умных электромагнитных систем на поток. В настоящее время разработчики получили постоянные магниты размером 10х10x3 мм. Это средний типоразмер, но при необходимости изделия можно увеличить или уменьшить. К сфере внимание: робот-шар проведет разведку в любой труднодоступной местности Где найдут применение машины с необычными принципами движения В каких отраслях востребованы магнитыДля сравнения: в современных смартфонах в устройствах динамиков, микрофонов, вибродатчиков используют устройства размером около 1 куб. мм, а в роторах двигателей электромобилей — изделия с параметрами порядка 50х50x20 мм. — Постоянные магниты с редкоземельными металлами, в особенности из самарий-кобальта, востребованы в авиастроении, космической сфере. То есть там, где всё должно работать надежно, без сбоев. Кроме того, в современных электрокарах также стали использовать постоянные магниты. Это позволило уменьшить размер двигателей, их вес, увеличить износостойкость и КПД на 10–15%, — сообщил руководитель исследовательского коллектива, завкафедрой магнетизма и магнитных наноматериалов УрФУ Алексей Волегов. Фото: Уральский федеральный университет Предложенные по разработанной технологии магниты не уступают мировым аналогам, а по некоторым характеристикам и превосходят их, уточнил ученый. Такие изделия могут служить на протяжении десятилетий и даже столетий. По словам Алексея Дуба, в настоящий момент специалисты «Росатома» проектируют разделительное производство на Соликамском магниевом заводе, где из группового концентрата будут выделять редкоземельные металлы магнитной группы. Таким образом, в России будет реализован полный цикл производства постоянных магнитов и продукции из них. Открытий космос: кислород на Марсе и аутоиммунные «миротворцы» «Известия» подготовили топ-5 интересных научных событий недели — Магнитные материалы играют ключевую роль в различных отраслях. В электронике их используют при производстве сердечников для трансформаторов, а также в электроинструментах. Энергетики применяют их в генераторах и двигателях, включая оборудование для ветряных и солнечных электростанций. Автомобилестроение внедряет магнитные материалы в системы управления, датчики и беспилотные технологии. Отдельное направление — авиационные дроны, где они необходимы для создания бесщеточных электродвигателей и сервоприводов, — объяснил директор Центра компетенций беспилотных авиационных систем МГТУ им. Н.Э. Баумана Алесь Логинов. По его словам, в России сильная научная школа в сфере исследования магнитных материалов, однако потенциал отечественных разработок раскрыт не в полной мере из-за недостаточного спроса на них со стороны промышленности. Фото: Уральский федеральный университет Для развития этих направлений необходимо увеличить финансирование исследований и стимулировать внутренний спрос, чтобы производство магнитных материалов стало экономически целесообразным, отметил эксперт. Также существенную роль играет развитие сырьевой базы. Наконец, следует активнее выходить на международные рынки, развивая партнерство с зарубежными производителями и продвигая российскую продукцию за рубежом. — В современной промышленности магнитные свойства материалов реализованы в самых разнообразных видах. Например, в двигателях электромагнитные силы задействуют для преобразования энергии в движение без трения, — пояснил доцент кафедры технологии материалов электроники НИТУ МИСИС Андрей Миронович. В устройствах памяти магнитный момент применяют в качестве носителя информации, а в медицине магнитные наночастицы используют для адресной доставки лекарств в больные клетки или нагревают определенные участки тканей, добавил он. Кроме того, в различных фильтрах магнитные частицы очищают воду от тяжелых металлов. Во всех этих областях редкоземельные элементы усиливают магниты, повышая их полезные свойства, заключил эксперт.
United States Latest News, United States Headlines
Similar News:You can also read news stories similar to this one that we have collected from other news sources.
ИИгровой Эдинбург: в РФ создают проект о Шотландии с голосовым управлениемКакими еще технологиями обладает боевик с элементами детектива и станет ли он популярен среди пользователей
Read more »
Между США и Китаем. Электроника в России может подешеветь на 15%Экономист Шаркова объяснила, почему магазины снижают цены на китайскую электронику.
Read more »
Трамп передумал вводить запредельные пошлины на смартфоны и прочую техникуBloomberg: Трамп отменил пошлины на смартфоны и другую ввозимую в США электронику
Read more »
Министр торговли США рассказал подробности об освобождении от пошлин на электроникуЛютник: освобождение от пошлин на электронику носит временный характер
Read more »
Трамп внес неприятную ясность в ситуацию с «отменой» пошлин на электронику9to5Mac: Трамп не отменил тарифы на электронику, о опустил их до 20%
Read more »
В России разработали технологию 3D-печати магнитов с редкоземельными элементамиИсследователи из Уральского федерального университета и Института физики металлов Уральского отделения РАН разработали технологию производства магнитных материалов с редкоземельными элементами с помощью 3D-печати.
Read more »