О нехватке редкоземельных элементов.
Отличные статьи по данной теме мне посоветовал Ardelfi. Здесь выкладываю выжимку.
Первая статья от arnoldmagnetics.
Итак, история развития материалов для постоянных магнитов представлена в этой красивой табличке.
Хорошо видно какое бурное развитие прошло и происходит в этой области в последние 50-100 лет. Все магниты обладают уникальными свойствами. Это демонстрирует следующая иллюстрация:
Как видим разница огромна (объем магнитов для поля в 1000 гауссов на расстоянии в 5 мм от полюса) и поведение магнитов при различных температурах тоже. Т.е. чем выше требования к объему, силе, разбросу температур при которых магнит работает - тем, скорее всего, дороже магнит.
Из риссунка выше видно, что наиболее сильными на сегодня являются магниты на основе Самария (Sm), Празеодима (Pr), Гадолиния (Gd), а накже "neo": Nd2Fe14B. Неодим, бор, железо.
Nd2Fe14B появились на рынке в 1984 году и их производство росло с ростом производства компьютеров: они используются в жестких дисках и DVD приводах. Диспрозий добавляют в них чтобы поднять температурную границу: так 11% Dy позволяют использовать "neo" при 250 градусах цельсия.
Применение.
На сегодня 80% манитов на редкоземельных элементах производится в Китае, 17% в Японии и 3% в Европе. Хотя в зависимости от конкретного магнита это соотношение может сильно менятся. При этом, в связи с тем, что цены на материалы не постоянны и остаются вопросы о доступности того или иного материала, многие производители не торопятся с открытием новых производств и линий пересматривая свои планы в сторону альтернативных решений: магнитов не на основе редкоземельных элементов или вообще отказа от постоянных магнитов в своих устройствах.
Как видно из таблицы за 5 лет прогнозируется увеличение потребляемых индустрией Nb на 54% и Dy на 80%.
Причем рост этот связан не столько с производством EV, а с производством товаров гораздо более доступным населению Китая и Индии: жестким дискам, электровелосипедам, мопедам и т.п. Хотя в этих устрийствах используется небольшое количество Nb и Dy, объем производства требует огромное количество этих материалов. Вывод в этом случае: сегодня не EV и ветряки делают "погоду" на этом рынке: слишком дороги они для развивающихся стран.
Про ветряки нужно сказать особо: если их производство будет расти, то в условиях дефицита редкоземельных материалов развитие пойдет в сторону применения суперпроводников (т.е. не постоянный магнит) или магнитов с минимальным количеством Dy (низкая температура). Как видим апокалипсиса нет. Т.к. производство ветряков довольно сильно связано с гос. политикой различных стран, планировать производство ветрогенераторов на годы - не благодарное дело. Следовательно и производители редкоземельных материалов неуверенные в завтрашнем дне ветрогенерации не спешат наращивать мощности. Замкнутый круг. Но утверждать, что развитие ветроэнергетики сдерживается рынком этих материалов или то, что ветряки вдруг исчерпают запасы этих материалов поверхностно.
Рынок.
Прогноз для "прозрачного рынка" (не включая, например, матушку Россию, часть Инидии и Китая) был сделан Benecki, et al, 2010):
Приятно было читать истерику по поводу того, что Китай контролирует рынок на 90%.
Позабавила фраза: "China has the legitimate need to improve the standard of living for its people and to do this it is being funded by the rest of the world." Ага, в зеркало себя увидели.
Что видно из графика: как железные магниты использовались - так и будут, а вот редкоземельных производство должно увеличится занчительно, но параллельно с увеличением цены на них. Разве это не замечательная новость для добывающей промышленности? Цены на Nb с 2003 выросли в 40 раз, на Dy c 2003 в 61 раз.
Доступность?
Очень грубо, в земной коре эти материалы прдставлены в соотношении:
• Neodymium: 15% (из всех добываемых редкоземельных элементов)
• Praseodymium: 5%
• Samarium: 3%
• Dysprosium: 1%
Вот какие шансы на получение этих материалов:
Как видим основная проблема это добыча Dy. На сегодня основная добыча ведется на юге Китая и этих запасов хватит на 15...25 лет.
В результате мы видим бурный рост исследований в области получения сильных магнитов из более доступных материалов. Например - SmCo (самарий-кобальт) Чтобы получить сильные магниты из доступных материалов, не ядовитых, не радиоактивных, не корродирующих и недорогих сейчас есть возможности. В настоящий момент (как пишут в статье) у нас большие возможности как в плане технологий формирования более плотных и лучше ориентированных в пространстве магнитов, так и возможности в области анализа свойств этих материалов.
Что будет?
1) разработка магнитов с меньшим содержанием редкоземельных элементов.
2) Замена на менее дорогие SmCo, Alnico, Ferrite.
3) Большее использование технологий и устройств без постоянных магнитов.
Первая статья от arnoldmagnetics.
Итак, история развития материалов для постоянных магнитов представлена в этой красивой табличке.
Хорошо видно какое бурное развитие прошло и происходит в этой области в последние 50-100 лет. Все магниты обладают уникальными свойствами. Это демонстрирует следующая иллюстрация:
Как видим разница огромна (объем магнитов для поля в 1000 гауссов на расстоянии в 5 мм от полюса) и поведение магнитов при различных температурах тоже. Т.е. чем выше требования к объему, силе, разбросу температур при которых магнит работает - тем, скорее всего, дороже магнит.
Из риссунка выше видно, что наиболее сильными на сегодня являются магниты на основе Самария (Sm), Празеодима (Pr), Гадолиния (Gd), а накже "neo": Nd2Fe14B. Неодим, бор, железо.
Nd2Fe14B появились на рынке в 1984 году и их производство росло с ростом производства компьютеров: они используются в жестких дисках и DVD приводах. Диспрозий добавляют в них чтобы поднять температурную границу: так 11% Dy позволяют использовать "neo" при 250 градусах цельсия.
Применение.
На сегодня 80% манитов на редкоземельных элементах производится в Китае, 17% в Японии и 3% в Европе. Хотя в зависимости от конкретного магнита это соотношение может сильно менятся. При этом, в связи с тем, что цены на материалы не постоянны и остаются вопросы о доступности того или иного материала, многие производители не торопятся с открытием новых производств и линий пересматривая свои планы в сторону альтернативных решений: магнитов не на основе редкоземельных элементов или вообще отказа от постоянных магнитов в своих устройствах.
Как видно из таблицы за 5 лет прогнозируется увеличение потребляемых индустрией Nb на 54% и Dy на 80%.
Причем рост этот связан не столько с производством EV, а с производством товаров гораздо более доступным населению Китая и Индии: жестким дискам, электровелосипедам, мопедам и т.п. Хотя в этих устрийствах используется небольшое количество Nb и Dy, объем производства требует огромное количество этих материалов. Вывод в этом случае: сегодня не EV и ветряки делают "погоду" на этом рынке: слишком дороги они для развивающихся стран.
Про ветряки нужно сказать особо: если их производство будет расти, то в условиях дефицита редкоземельных материалов развитие пойдет в сторону применения суперпроводников (т.е. не постоянный магнит) или магнитов с минимальным количеством Dy (низкая температура). Как видим апокалипсиса нет. Т.к. производство ветряков довольно сильно связано с гос. политикой различных стран, планировать производство ветрогенераторов на годы - не благодарное дело. Следовательно и производители редкоземельных материалов неуверенные в завтрашнем дне ветрогенерации не спешат наращивать мощности. Замкнутый круг. Но утверждать, что развитие ветроэнергетики сдерживается рынком этих материалов или то, что ветряки вдруг исчерпают запасы этих материалов поверхностно.
Рынок.
Прогноз для "прозрачного рынка" (не включая, например, матушку Россию, часть Инидии и Китая) был сделан Benecki, et al, 2010):
Приятно было читать истерику по поводу того, что Китай контролирует рынок на 90%.
Позабавила фраза: "China has the legitimate need to improve the standard of living for its people and to do this it is being funded by the rest of the world." Ага, в зеркало себя увидели.
Что видно из графика: как железные магниты использовались - так и будут, а вот редкоземельных производство должно увеличится занчительно, но параллельно с увеличением цены на них. Разве это не замечательная новость для добывающей промышленности? Цены на Nb с 2003 выросли в 40 раз, на Dy c 2003 в 61 раз.
Доступность?
Очень грубо, в земной коре эти материалы прдставлены в соотношении:
• Neodymium: 15% (из всех добываемых редкоземельных элементов)
• Praseodymium: 5%
• Samarium: 3%
• Dysprosium: 1%
Вот какие шансы на получение этих материалов:
Как видим основная проблема это добыча Dy. На сегодня основная добыча ведется на юге Китая и этих запасов хватит на 15...25 лет.
В результате мы видим бурный рост исследований в области получения сильных магнитов из более доступных материалов. Например - SmCo (самарий-кобальт) Чтобы получить сильные магниты из доступных материалов, не ядовитых, не радиоактивных, не корродирующих и недорогих сейчас есть возможности. В настоящий момент (как пишут в статье) у нас большие возможности как в плане технологий формирования более плотных и лучше ориентированных в пространстве магнитов, так и возможности в области анализа свойств этих материалов.
Что будет?
1) разработка магнитов с меньшим содержанием редкоземельных элементов.
2) Замена на менее дорогие SmCo, Alnico, Ferrite.
3) Большее использование технологий и устройств без постоянных магнитов.