Электромобили и дроны станут доступнее: как корейская технология может изменить рынок редкоземельных материалов

Корейские исследователи не просто нашли альтернативу, а предложили промышленно применимую технологию, которая решает сразу две глобальные проблемы: зависимость от китайского сырья и высокую стоимость редкоземельных элементов (неодима, диспрозия, тербия).

1. Две технологии — одна цель

Корейский институт материаловедения (KIMS) — научно-исследовательский институт в Южной Корее, специализирующийся на исследованиях в области материаловедения.

На самом деле корейские ученые из Корейского института материаловедения (KIMS) добились успеха на двух фронтах одновременно, и оба результата впечатляют:

• Технология №1: Манган-висмутовые (Mn-Bi) магниты (Полностью без редкоземельных)
  Суть: Они создали технологию производства мощных магнитов из марганца и висмута, которые вообще не содержат редкоземельных металлов.
  Прорыв: Раньше эти сплавы были нестабильны и теряли свойства при спекании (высокотемпературной обработке). Корейцы решили проблему окисления и добились плотности материала более 95%.
  Результат: Магнитная энергия составила 10.5 MGOe. Для сравнения: это в 2-3 раза мощнее обычных ферритов, что позволяет создавать более компактные и эффективные моторы.
  Статус: Это уже готовится к коммерциализации. Технологию передают компании Novatech Co. для создания первого в мире серийного производства таких магнитов.

группа KIMS разработала инновационную технологию производства постоянных магнитов Mn-Bi без использования редкоземельных элементов. Благодаря масштабируемому процессу, позволяющему получать однодоменные порошки Mn-Bi высокой чистоты, команде удалось значительно повысить коэрцитивную силу. Кроме того, они применили новую технологию низкотемпературного спекания, которая позволила увеличить плотность магнита до более чем 95 %. В результате магниты стабильно демонстрировали максимальное произведение энергии на намагниченность в 10,5 МГОэ (мегагаусс-эрстед), показывая характеристики мирового уровня. Примечательно, что магнитные свойства оставались стабильными даже после спекания, без признаков окисления или фазового разложения

• Технология №2: Двухэтапная диффузия (Снижает потребность в тяжелых РЗМ)
  Суть: Это та самая технология "двухэтапной диффузии по границам зерен" (два этапа: сначала тугоплавкий металл, затем празеодим), которую описываете вы.
  Прорыв: Метод подавляет рост нежелательных крупных зерен, которые раньше портили свойства магнита. Это позволяет использовать дешевый празеодим (Pr) вместо критически дефицитных диспрозия (Dy) и тербия (Tb).
  Результат: Характеристики достигают уровней коммерческих марок 45SH–40UH (это высокий класс термостойкости).

2. Почему это меняет правила игры?

Эти технологии открывают новые возможности для глобальной промышленности, решая ключевые структурные проблемы:

• Диверсификация цепочек поставок: В настоящее время мировой рынок высокочистых редкоземельных элементов в значительной степени опирается на производственные мощности, расположенные в одном регионе (КНР). Новый метод позволяет технологическим державам создавать альтернативные, более децентрализованные источники сырья для магнитов, что делает глобальную промышленность менее чувствительной к логистическим и торговым колебаниям.
• Рост электромобильной авиации: Производители электромоторов, дронов и перспективных летающих автомобилей смогут либо снизить себестоимость силовой установки, либо увеличить удельную мощность при сохранении массы. Поскольку магниты теперь не привязаны к ограниченной группе стратегических металлов, инженеры получают больше свободы для оптимизации веса и КПД.
• Предсказуемость ценообразования: Снижение монокультурной зависимости от одного источника сырья (даже если этот источник доминирует объективно, благодаря своей эффективности) постепенно сгладит волатильность цен. Рынок магнитов станет более устойчивым — цены будут определяться реальным балансом спроса и предложения, а не политическими решениями или экспортными ограничениями, принимаемыми в одной отдельно взятой стране.

3. Есть ли подводные камни?

Да, и о них тоже говорят исследователи.

• Технология Mn-Bi: Хотя она и "без редкоземельных", но использует висмут и марганец. Висмут — не редкий, но дорогой металл. Плюс, 10.5 MGOe — это пока не уровень лучших неодимовых магнитов (которые могут достигать 50+ MGOe), но для многих задач (стеклоподъемники, насосы, вентиляторы) этого достаточно.
• Технология диффузии: Процесс сложный и высокотемпературный. Это может удорожить само производство, и нужно доказать, что магниты прослужат 15-20 лет в раскаленном моторe электромобиля.

Итог: Мы стоим на пороге перемен. В ближайшие 3-5 лет, если эти технологии масштабируются, электрокары и робототехника могут заметно подешеветь, а их производство станет более устойчивым к мировым кризисам.