據外媒報道,豐田研發(fā)出全球首款耐熱電機,其新款電機用磁體將稀土金屬元素——釹(neodymium)的用量降低了一半。
釹磁體(Neodymium magnets)被用于電動車的高輸出電機中,這類稀土磁體的價格通常十分高昂。新磁體大幅降低了釹的用量,使新款電機可耐受高溫條件。
豐田研發(fā)的新磁體并未采用鋱(terbium,Tb)或鏑(dysprosium,Dy),上述兩種稀土資源是實現(xiàn)電機耐熱性的關鍵性材料,但其產地的地緣政治風險(high geopolitical risks)較大,供貨不太穩(wěn)定。豐田利用鑭(lanthanum,La)及鈰(cerium)替代了部分的釹,因為前兩種稀土元素的價格相對便宜些,旨在大幅降低電機用稀土磁體的成本。
在維持高矯頑磁性(coercivity)及耐熱性方面,釹發(fā)揮了至關重要的作用。若僅僅減少釹的用量并采用兩種新稀土替代物,上述性能會受到影響。
為此,豐田采用了新技術,抑制了矯頑磁性及耐熱性的衰退(deterioration)。此外,豐田還研發(fā)了新款磁體,確保其耐熱性與早前的性能相一致。
豐田將在早前設計的基礎上,將磁體顆粒(magnetic grain)的用量降低了10%,還采用了雙層高性能粒面(grain surface),從而維持其在高溫下的矯頑磁性。在傳統(tǒng)釹磁體中,釹均勻擴散于磁體顆粒物中。在許多情況下,釹的用量超過實際的需求量,旨在維持矯頑磁性。豐田提升了磁體顆粒表面的釹濃度,同時還降低了粒芯(grain core)內的濃度,從而大幅降低了釹的總用量。
據估計,磁體將被用于電動車用電機、發(fā)電機、電動轉向裝置、機器人及各類家電中。豐田的研究成果有助于降低稀土元素的用量,從而降低稀土資源供貨中斷及價格飆升的風險。據稱,該款電機產品將于2020-2025年實現(xiàn)量產,在未來十年內將被應用于電動車中。
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