Неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB) магнети, познати по својим изузетним магнетним својствима, традиционално су доминирали индустријама као што су аутомобилска индустрија, електроника и обновљиви извори енергије. Међутим, њихове потенцијалне примене се протежу далеко изван ових конвенционалних домена. Овај рад истражује две нове границе: квантно рачунарство и истраживање свемира. У квантном рачунарству, NdFeB магнети су кључни за стабилизацију кубита и заштиту суперпроводних кола од електромагнетних сметњи, омогућавајући дуже време кохеренције и поузданије квантне операције. У истраживању свемира, њихова висока густина магнетног флукса и компактна величина чине их идеалним за симулацију микрогравитационих окружења, одржавање здравља астронаута и напајање напредних погонских система. Испитивањем недавних достигнућа и студија случаја, овај рад истиче трансформативну улогу NdFeB магнета у овим најсавременијим областима.

Апстракт Неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB) магнети, познати по својим изузетним магнетним својствима, кључни су у модерним технологијама, од електричних возила до ветротурбина. Оптимизација њиховог хемијског састава – деликатна равнотежа неодимијума (Nd), гвожђа (Fe), бора (B) и адитива ретких земаља попут диспрозијума (Dy) – кључна је за побољшање перформанси уз истовремено смањење трошкова и утицаја на животну средину. Традиционалне методе покушаја и грешака за развој формула одузимају много времена и ресурса. Овај рад истражује како машинско учење (ML), камен темељац информатике материјала, може револуционисати предвиђање нових формула NdFeB магнета коришћењем вишеразмерне интеграције података, напредних техника моделирања и оквира за интерпретабилност. Разматрамо изазове, методологије и недавна открића у овој области, што је кулминирало мапом пута за откривање материјала заснованих на ML-у.

1. Увод Неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB) магнети су најјачи перманентни магнети који су доступни, широко се користе у електричним возилима, ветротурбинама и високоперформансним моторима. Њихова изузетна магнетна својства произилазе из њихове јединствене микроструктуре, посебно из поравнања и интеракције магнетних домена – региона где су атомски магнетни моменти равномерно оријентисани. Међутим, доменски зидови (границе између домена) и дефекти могу довести до губитка енергије, смањујући коерцитивност (отпорност на демагнетизацију) и реманенцију (резидуалну магнетизацију).
Микроскопска регулација доменских структура – ​​кроз инжењеринг граница зрна, додавање примеса, управљање напоном и напредне технике обраде – може значајно побољшати перформансе магнета. Овај чланак истражује како ове стратегије оптимизују динамику домена како би се постигла већа коерцитивност, реманенција и енергетски производ (BH)max, омогућавајући примене следеће генерације.

1. Увод Неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB) магнети су најјачи доступни стални магнети, који се широко користе у електричним возилима, ветротурбинама и потрошачкој електроници. Међутим, њихова производња се ослања на ретке земне елементе (REE) попут неодимијума и диспрозијума, чије рударење ствара значајно загађење животне средине. Рециклажа отпадних NdFeB магнета је кључна за смањење ослањања на примарно рударство, очување ресурса и ублажавање штете по животну средину. Овај чланак истражује ефикасне методе рециклаже и процењује да ли рециклирани магнети могу постићи магнетна својства упоредива са необичним материјалима.

1. Увод Неодимијумски магнети (NdFeB) су неопходни у обновљивим изворима енергије, електричним возилима и електроници због своје неупоредиве магнетне снаге. Међутим, њихова производња је отежана озбиљним утицајима на животну средину, првенствено због рударства ретких земних елемената (REE) и одлагања отпада. Овај чланак описује свеобухватни оквир за ублажавање ових проблема кроз одрживе праксе рударства, технологије чистије производње и ефикасне системе управљања отпадом.

1. Увод Неодимијумски магнети, првенствено састављени од неодимијума-гвожђа-бора (NdFeB), најјачи су перманентни магнети који су доступни, а примене се налазе у електромоторима, медицинским уређајима, обновљивим изворима енергије и потрошачкој електроници. Међутим, њихова изузетна магнетна својства долазе са инхерентном рањивошћу на стресне факторе из околине као што су високе температуре и механички удари. Овај чланак истражује механизме ломљења под овим условима и пружа детаљне смернице за безбедно руковање поломљеним магнетним прахом ради ублажавања опасности.

Апстракт Глобална потражња за сталним магнетима од ретких земаља, посебно неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB) магнетима, нагло је порасла због њихових изузетних магнетних својстава, која су кључна за примену у електричним возилима, ветротурбинама и потрошачкој електроници. Међутим, рањивости ланца снабдевања и еколошке забринутости повезане са елементима ретких земаља подстакле су интензивна истраживања алтернатива које нису ретке земље. Међу њима, једињења гвожђа и азота (Fe-N), посебно α"-Fe₁₆N₂ и Sm₂Fe₁₇Nₓ (самаријум-гвожђе-азот, или Sm-Fe-N), појавила су се као обећавајући кандидати. Овај чланак прегледа најновији напредак у истраживању Fe-N једињења, процењује њихова тренутна ограничења у перформансама и разматра њихов потенцијал да замене NdFeB магнете у будућности.

1. Увод Неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB) магнети су познати по својој изузетној магнетној снази, компактној величини и високој енергетској вредности (до 52 MGOe). Међутим, њихова висока цена, осетљивост на температуру и подложност корозији ограничавају њихову погодност у одређеним применама. Ова анализа истражује сценарије у којима феритни или самаријум-кобалтни (SmCo) магнети могу заменити NdFeB магнете, упоређујући њихову цену и перформансе по кључним параметрима.

Увод у градијентне магнете Градијентни магнети су специјализовани магнетни уређаји дизајнирани да производе магнетно поље које се линеарно мења дуж одређеног правца. Ова просторна варијација магнетног поља, позната као градијент магнетног поља, је фундаментална за бројне научне и индустријске примене, посебно у магнетној резонанцији (МРИ), раздвајању материјала и системима прецизног мерења. Дизајн градијентних магнета укључује пажљиво разматрање униформности магнетног поља, јачине градијента и конфигурације калема како би се задовољили специфични захтеви сваке примене.

Неодимијумски магнети, посебно они засновани на систему неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB), познати су по својим изузетним магнетним својствима, укључујући високу реманенцију (Br) и коерцитивност (Hci), што доприноси њиховом супериорном капацитету складиштења магнетне енергије. Међутим, тежња за даљим побољшањем ових својстава и померањем граница њихових перформанси навела је истраживаче да истраже напредне технике обраде као што су нанокристализација и термичка обрада. Овај есеј се бави потенцијалом ових процеса да пробију тренутне горње границе капацитета складиштења магнетне енергије у неодимијумским магнетима.

На цену неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB) магнета, најјачих комерцијално доступних перманентних магнета, утиче сложена интеракција фактора који обухватају трошкове сировина, производне процесе, динамику тржишта и политичке интервенције. У наставку је детаљна анализа кључних фактора:

Каква је позиција Кине у глобалном ланцу снабдевања Ndfeb магнетима? Где леже технолошке предности других земаља (као што су Јапан и Сједињене Државе)?