Tesla Motors, Nadir Toprak Mıknatıslarını Düşük Performanslı Ferritlerle Değiştirmeyi Düşünebilir

Tedarik zinciri sorunları ve çevresel kaygılar nedeniyle Tesla'nın güç aktarma organı bölümü, nadir toprak mıknatıslarını elektrik motorlarından çıkarmak için çalışıyor ve alternatifler arıyor.

 

Tesla henüz tamamen yeni bir mıknatıs malzemesi icat etmedi, bu nedenle mevcut teknolojiyi bir süre kullanabilir, büyük olasılıkla Ucuz ve üretimi kolay ferritleri kullanabilir.

 

Ferrit mıknatısları dikkatli bir şekilde konumlandırarak ve motor tasarımının diğer yönlerini ayarlayarak, nadir bulunan toprakla çalışan motorların birçok özelliği çoğaltılabilir Index. Bu durumda, motorun ağırlığı yalnızca yaklaşık yüzde 30 artmıştır, bu da arabanın toplam ağırlığına göredir.

Fark küçük olabilir.

Yeni mıknatıs malzemesinin aşağıdaki üç temel özelliğe sahip olması gerekir: 1) manyetik olması gerekir: 2) diğer manyetik alanların varlığında manyetik olmaya devam eder; 3) Yüksek sıcaklığa dayanabilir.

 

Tencent Technology News haberleri, elektrikli araba üreticisi Tesla, araba motorlarının artık nadir toprak elementlerini kullanmayacağını söyledi, bu da Tesla'yı deneyen Mühendislerin alternatifler bulmak için yaratıcılıklarını ortaya çıkarmaları gerektiği anlamına geliyor.

 

Geçen ay Tesla'nın Yatırımcı Günü etkinliğinde Elon Musk "Ana Plan Bölüm III"ü yayınladı. Bunların arasında fizik alanında heyecan yaratan küçük bir detay da var. Tesla'nın aktarma organları bölümünde yönetici olan Colin Campbell, ekibinin nadir toprak mıknatıslarını motorlardan çıkarmanın tedarik zinciri sorunları ve nadir toprak mıknatıslarının üretiminden kaynaklanan aşırı olumsuz etki nedeniyle üzerinde çalıştığını duyurdu.

Bunu başarmak için Campbell, zekice Nadir toprak 1, nadir toprak 2 ve nadir toprak 3 olarak etiketlenmiş üç gizemli maddeyi içeren iki slayt sundu. İkinci slaytta, kullanılan nadir toprak elementlerinin sayısı sıfıra düşüyor.

 

Elektronların hareketinden dolayı belirli malzemelerin büyülü gücünü inceleyen manyetistler için, nadir toprak 1'in kimliğini belirlemek kolaydır, bu neodimdir. Demir ve bor gibi ortak elementlere eklendiğinde, bu metal güçlü, her zaman açık bir manyetik alan oluşturmaya yardımcı olabilir. Ancak, 2,000 kilogramdan fazla yarayı hareket ettirecek kadar büyük Tesla arabaları üreten ve endüstriyel robotlardan savaş uçaklarına kadar diğer birçok şeyin manyetik alanlarında daha az nadir toprak elementi bulunan bu kaliteye çok az malzeme sahiptir. Tesla sayarsa

Neodim ve diğer nadir toprak elementlerini motordan çıkarmak için bunun yerine hangi mıknatısı kullanacak?

 

Fizikçiler için kesin olan bir şey var: Tesla tamamen yeni bir mıknatıs malzemesi icat etmedi. NIron Magnetics strateji başkan yardımcısı Andy Blackburn şunları söyledi: "100 yılı aşkın bir süre sonra, yeni ticari mıknatıslar elde etmek için yalnızca birkaç fırsatımız olabilir." NIronMagnetics, bir sonraki fırsatı değerlendirmeye çalışan birkaç girişimden biridir.

 

Blackburn ve diğerleri, Tesla'nın çok daha az güçlü bir mıknatıs kullanmaya karar vermiş olmasının daha muhtemel olduğuna inanıyor. Pek çok olasılık arasında en bariz aday ferrittir: demir ve oksijenden oluşan bir seramik, stronsiyum gibi az miktarda metalle karıştırılır. 20. yüzyılın 50'li yıllarından beri dünya çapında ucuz ve üretimi kolaydır.

Buzdolabı kapıları bu şekilde imal edilmektedir.

 

Ancak hacim olarak ferritler, neodim mıknatısların manyetizmasının yalnızca onda biri kadardır ve bu da yeni soruları gündeme getirir. Tesla'nın ilk Yöneticisi Elon Musk her zaman uzlaşmaz biri olarak bilinir, ancak Tesla ferrite geçiş yapacaksa bir şeyler yapması gerekiyor gibi görünüyor.

Bazı tavizler. Pillerin elektrikli arabaların gücü olduğunu düşünmek kolaydır, ancak aslında elektrikli arabaları çalıştıran elektromanyetizmadır. Hem Tesla şirketinin hem de "Tesla" manyetik biriminin adının aynı kişiden alınması tesadüf değildir. Elektronlar motordaki tellerden akarken dönerken, zıt manyetik kuvveti iten bir elektromanyetik alan oluşturarak motor şaftının tekerlekleri döndürmesine neden olur.

Tesla araçlarının arka tekerlekleri için bu kuvvetler, elektronların atomların etrafında ustaca dönmesi sayesinde manyetik alanı herhangi bir akım girişi olmadan stabilize eden garip bir malzemeye sahip bir motor türü olan kalıcı mıknatıslı bir elektrik motoru tarafından sağlanır. Special Sla, pil Menzilini yükseltmeden ve torku artırmadan pil ömrünü uzatmak için bu mıknatısları arabalara yalnızca yaklaşık beş yıl önce eklemeye başladı. Bundan önce şirket, içinden elektromıknatısların geçtiği elektromıknatıslar etrafında üretilen endüksiyon motorları kullanıyordu.

Manyetizma elektrik tüketerek üretilir. Önden monte motorlu modeller bugün hala bu modeli kullanıyor.

 

Tesla'nın nadir toprakları ve mıknatısları terk etme hamlesi biraz garip gelebilir. Otomobil şirketleri, özellikle elektrikli araçlar söz konusu olduğunda, sürücüleri menzil korkularının üstesinden gelmeye ikna etmek için hâlâ mücadele ediyor. Ama araba üreticileriyle

Elektrikli araç üretiminin genişletilmesi başlıyor ve daha önce verimsiz olduğu düşünülen birçok proje yeniden ortaya çıkıyor.

 

Bu, Tesla da dahil olmak üzere otomobil üreticilerini lityum demir fosfat (LFP) pilleri kullanan daha fazla araba üretmeye sevk etti. Kobalt ve nikel gibi elementler içeren piller, pillerden daha kısa menzile sahip olma eğilimindedir. Bu daha eski bir teknoloji,

Daha fazla ağırlık ve daha düşük depolama kapasitesi. Düşük hızlı güçle çalışan mevcut Model 3, 272 mil (yaklaşık 438 km) menzile sahipken, daha gelişmiş pillere sahip uzun menzilli Model S, 400 mile (640 km) ulaşabilir. Ancak lityum demir fosfat pillerin benimsenmesi daha akıllıca bir ticari seçim olabilir, çünkü daha pahalı ve hatta varoluşsal olanların politik risk malzemesi olarak kullanılmasından kaçınır.

 

Tesla'nın ferritler gibi mıknatısları daha kötü bir şeyle değiştirmesi ve başka hiçbir şeyin değişmemesi pek olası değil. Uppsala Üniversitesi fizikçisi Alena Vishna şunları söyledi: "Bir araba demirinde büyük bir manyetizma parçası taşıyacaksınız. Neyse ki, motorlar oldukça karmaşık makinelerdir ve daha zayıf mıknatıslar kullanmanın etkisini azaltmak için teorik olarak sütunları yeniden düzenlenebilecek pek çok başka parçadan oluşur.

 

Bir bilgisayar modelinde, malzeme şirketi Proterial yakın zamanda, ferrit mıknatısı dikkatli bir şekilde konumlandırarak ve motor setini ayarlayarak belirledi. Bu durumda, motorun ağırlığı sadece yüzde 30 civarında bir artışla, arabanın toplam ağırlığına göre fark küçük olabilir.

 

Bu baş ağrılarına rağmen, araba şirketlerinin nadir toprak elementlerini terk etmek için pek çok nedeni var, ancak eğer yapabilirlerse. Tüm nadir toprak pazarının değeri, Amerikan yumurta pazarıyla hemen hemen aynıdır ve teoride, nadir toprak yuan Prime'ları dünya demiri çevresinde çıkarılabilir, işlenebilir ve manyetizmaya dönüştürülebilir, ancak aslında bu süreçlerin birçok zorluğu vardır.

 

Mineral analisti ve popüler nadir toprak izleme blog yazarı Thomas Krummer şunları söyledi: "Bu 10 milyar dolarlık bir anlaşma Ancak yılda üretilen ürünlerin değeri 2 trilyon ila 3 trilyon dolar arasında ki bu çok büyük bir kaldıraç. Araba Ayrıca, bu maddeden yalnızca birkaç kilogram içerseler bile, onları kaldırmak, tüm motoru yeniden tasarlamaya istekli olmadıkça arabaların artık bunu yapamayacağı anlamına gelir."

 

ABD ve Avrupa bu tedarik zincirini çeşitlendirmeye çalışıyor. 21. yüzyılın başlarında kapatılan Kaliforniya nadir toprak madenleri yakın zamanda yeniden açıldı.

Dünyanın nadir toprak elementlerinin yüzde 15'inin eski arzı. Amerika Birleşik Devletleri'nde başta Savunma Bakanlığı olmak üzere devlet kurumlarının uçak ve uydu gibi ekipmanlara ihtiyacı vardır.

Güçlü mıknatıslar sağlayarak, hem yurt içinde hem de Japonya ve Avrupa gibi bölgelerde tedarik zincirlerine yatırım yapmaya isteklidirler. Ancak başarı göz önüne alındığında, bu yıllar hatta on yıllar süren yavaş bir süreçtir. Aynı zamanda, arabalar ve rüzgar türbinleri gibi dekarbonizasyon araçlarına mıknatıs yerleştirme talebi de artıyor.

Pazar araştırma enstitüsü AdamasIntelligence'a göre, nadir toprak elementlerinin yüzde 12'si şu anda yeni bir pazar olan elektrikli araçlarda kullanılıyor. Aynı zamanda, nadir toprak fiyatları genellikle çılgınca dalgalanır ve harici şirketler genellikle bu faktörleri tahmin edemez.

Ova.

 

Austin'deki Texas Üniversitesi'nde manyetik malzemeler üzerine çalışan fizikçi Jim Chelikowski, özetle, "Alternatif ürünlerin bulunabileceği bir sektördeyseniz, bu olağanüstü olabilir" dedi. Ancak aramanın ferritten daha iyi olduğunu söyledi. Nadir toprak mıknatıslarına daha iyi alternatifler bulmak için çeşitli nedenler var. Buradaki zorluk, üç temel özelliğe sahip bir malzeme bulmaktır: 1) manyetik olması gerekir; 2) diğer manyetik alanların varlığında manyetik olmaya devam eder; ve 3) yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Termal mıknatıslar artık mıknatıs değildir.

 

Araştırmacılar hangi kimyasal elementlerin iyi mıknatıs yaptığını çok iyi biliyorlar ama milyonlarca potansiyel atomik düzenleme var. Bazı sözde mıknatıs avcıları, yüzbinlerce olası malzemeyle başlayıp nadir toprak içerenleri ayıklama ve ardından kalan malzemenin manyetik özelliklerini tahmin etmek için makine öğrenimini kullanma yaklaşımını benimsiyor. Geçen yılın sonunda Chelikows Key ve ark. sistemi, kobalt içeren yeni, yüksek düzeyde manyetik bir malzeme oluşturmak için kullandı. Genellikle en büyük zorluk, üretimi kolay yeni mıknatıslar bulmaktır. Uppsala Üniversitesi'nden Vicina, manganez içerenler gibi yeni geliştirilen bazı mıknatısların umut vaat ettiğini ancak kararsız olduğunu açıkladı. Diğer durumlarda, bilim adamları bir malzemenin son derece manyetik olduğunu bilirler, ancak seri üretilemezler. Bunlar arasında, yalnızca atomlarını doğru duruma tam olarak ayarlamak için binlerce yıl yavaş soğumaya maruz kalması gereken göktaşlarında bulunan bir nikel-demir bileşiği olan tetragonit bulunur. Laboratuvarda, süreci daha hızlı ilerletme çabaları devam ediyor, ancak henüz meyve vermiyor.

 

Mıknatıs başlatma Niron: Tümünü kopyalayın ve bazılarını arayın. Şirket teorik olarak ürettiği ferrik nitrür mıknatısların Neodimyuma göre daha manyetik olduğunu söylüyor. Ancak aynı zamanda üretimi ve istenen formda muhafaza edilmesi zor olan uçucu bir maddedir. Blackburn, şirketin ilerleme kaydettiğini ancak Tesla'nın yeni nesil arabaları için yeterince güçlü mıknatıslar üretemediğini söyledi. İlk adım, diyor, yeni mıknatısı ses sistemleri gibi daha küçük cihazlara yerleştirmek.

 

Bir maden analisti ve popüler nadir toprak izleme blog yazarı Thomas Krummer, diğer otomobil üreticilerinin Tesla'nın nadir toprakları terk etme hamlesini takip edip etmeyeceğinin belirsiz olduğunu söyledi. Bazı şirketler ulusal kimlik bilgilerinin dikkatli bir şekilde taşınması konusunda ısrar ederken, bir başkası

Kopyala Tümünü seçin ve bazı şirketler için arama yapın, Yunshan Zhoukou şeylerini taşımak için çıkarımı kullanacaktır. Tesla bile, otomatik camlar, hidrolik direksiyon ve ön cam silecekleri gibi yerlere dağılmış, gelecekteki arabalarda birkaç gram nadir toprak kullanabilir.

 

Tesla'nın Yatırımcı Günü etkinliğinde, nadir toprak içeriğini karşılaştıran slayt aslında mevcut nesil bir arabanın tamamını mevcut nesil bir otomobilin tamamıyla karşılaştırıyordu. Gelecekteki motorlar karşılaştırıldı, bu bir tanıtım dublörü olabilir. Tesla gibi geçici çözümler geliştiriliyor. Motorlardaki nadir toprak malzemelerinin değiştirilmesi iyi bir şey olabilir, ancak Krummer'ın dediği gibi, "Korkarım yeterli zamanımız yok."

 

SON