德国致力优化稀土使用
2018年09月06日 9:31 8444次浏览 来源： 科技日报 分类： 稀土
稀土作为许多高科技产品的一部分，是德国工业中最具战略重要性的原材料之一。为了更有效地利用宝贵的稀土材料，德国弗劳恩霍夫协会下属的8家研究所联合开发出了优化稀土使用的解决方案，包括优化制造工艺、回收方法和可替代稀土的新材料。以电动机为例，采用新解决方案可使稀土材料用量减少五分之一。
2013年弗劳恩霍夫协会启动了“关键稀土材料”的联合攻关项目，目标是优化使用现有稀土材料，特别是针对元素镝和钕积极寻找替代材料。项目的一个重点是电动机中使用的磁铁，弗劳恩霍夫研发团队选择了两种电动机——一种小型驱动器和一种牵引驱动器作为参考基准。研究人员通过节省稀土和替代稀土的组合方法，使这两种电动机的镝和钕材料用量减少了20%。
联合项目发言人、弗劳恩霍夫材料微结构研究所所长韦斯潘教授称：“我们的目标是将这些基准发动机上的稀土需求减半，为此结合了不同的技术方法。现在一辆汽车平均有几十个这样的电机，包括电动车窗、电动雨刷或机油泵，许多电机使用含有稀土的永磁体。随着未来电动汽车不断增加自动化辅助系统，电机的用量还会显著增加，这都说明了有效利用稀土材料的重要性。”
研发人员在电动机的设计中，引入了节约使用稀土材料或回收利用的概念，例如电机在不很高的温度下运行，对磁铁的热稳定性要求较低，就可减少镝材料用量。另外，在磁铁制造工艺中找到减少浪费的方法，如通过注射模制方法，使磁性材料与塑料黏合剂直接制成所需形状然后烧结，减少了后续再加工程序。
另一项研究是将电动机、风力涡轮机或汽车上回收的永磁体重新再利用，通过纯氢处理将永磁体分解成微小颗粒，然后重新浇注或烧结。再生磁铁可达到新磁铁容量的96%。镝通过放电等离子烧结（SPS）和热压的组合使用来形成晶相，可用于生产电动马达上有多种用途的异性磁体，这一工艺属于世界首创。
稀土的价值顾名思义，提高稀土用量，直接效益就是节省了产品的生产成本。仅从这一点上看，技术和工艺的进步直接贡献经济发展，是显而易见的，颇具说服力。德国历来是工业强国，其代代传承的对新工艺、新技术和新方法的孜孜以求，极致纤毫必较的执着精神，理应被全人类奉若瑰宝。（记者顾钢）
责任编辑：周大伟
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