Tesla Motors Mungkin Pertimbangkan Menggantikan Magnet Nadir Bumi Dengan Ferrit Berprestasi Rendah

Disebabkan isu rantaian bekalan dan kebimbangan alam sekitar, bahagian powertrain Tesla sedang berusaha untuk mengeluarkan magnet nadir bumi daripada motor elektrik, dan Mencari alternatif.

 

Tesla belum lagi mencipta bahan magnet yang sama sekali baru, jadi ia mungkin menggunakan teknologi sedia ada untuk sementara waktu, kemungkinan besar menggunakan ferit yang murah dan mudah dikeluarkan.

 

Dengan meletakkan magnet ferit dengan teliti dan melaraskan aspek reka bentuk motor yang lain, banyak sifat motor pacuan nadir bumi boleh direplikasi Indeks. Dalam kes ini, berat motor hanya meningkat kira-kira 30 peratus, iaitu ini berbanding dengan berat keseluruhan kereta

Perbezaannya mungkin kecil.

Bahan magnet baharu perlu mempunyai tiga ciri asas berikut: 1) ia perlu magnet: 2) ia terus menjadi magnet dengan kehadiran medan magnet lain; 3) Boleh menahan suhu tinggi.

 

Berita Tencent Technology News, pengeluar kereta elektrik Tesla berkata bahawa motor keretanya tidak lagi menggunakan unsur nadir bumi, yang bermaksud Jurutera yang merasai Tesla perlu mengeluarkan kreativiti mereka untuk mencari alternatif.

 

Bulan lepas, pada acara Hari Pelabur Tesla, Elon Musk mengeluarkan "Pelan Induk Bahagian III." Antaranya, terdapat Perincian kecil yang menyebabkan kekecohan dalam bidang fizik. Colin Campbell, seorang eksekutif di bahagian powertrain Tesla, mengumumkan bahawa pasukannya sedang berusaha untuk Mengeluarkan magnet nadir bumi daripada motor adalah disebabkan oleh isu rantaian bekalan dan kesan negatif yang berlebihan daripada pengeluaran magnet nadir bumi.

Untuk mencapai matlamat ini, Campbell mempersembahkan dua slaid melibatkan tiga bahan misteri yang dilabel dengan bijak Untuk nadir bumi 1, nadir bumi 2 dan nadir bumi 3. Slaid pertama mewakili keadaan semasa Tesla, yang menggunakan mana-mana dari setengah kilogram hingga 10 gram dalam setiap kenderaan. Pada slaid kedua, bilangan unsur nadir bumi yang digunakan menurun kepada sifar.

 

Bagi ahli magnet yang mengkaji kuasa ajaib bahan tertentu disebabkan oleh pergerakan elektron, identiti nadir bumi 1 mudah dikenal pasti, Iaitu neodymium. Apabila ditambah kepada unsur biasa seperti besi dan boron, logam ini boleh membantu mencipta medan magnet yang kuat dan sentiasa hidup. Tetapi beberapa bahan mempunyai kualiti ini, menghasilkan kereta Tesla yang cukup besar untuk menggerakkan lebih daripada 2,000 parut kilogram, dan medan magnet bagi banyak benda lain daripada robot perindustrian kepada jet pejuang, mempunyai lebih sedikit unsur nadir bumi. Jika Tesla dikira

Untuk mengeluarkan neodymium dan unsur nadir bumi lain daripada motor, magnet manakah yang akan digunakannya?

 

Satu perkara yang pasti untuk ahli fizik: Tesla tidak mencipta bahan magnet yang sama sekali baru. Andy Blackburn, naib presiden eksekutif strategi di NIron Magnetics, berkata: "Dalam lebih daripada 100 tahun, kami mungkin hanya mempunyai beberapa peluang untuk mendapatkan magnet komersial baharu." NIronMagnetics adalah salah satu daripada beberapa syarikat permulaan yang cuba merebut peluang seterusnya.

 

Blackburn dan yang lain percaya kemungkinan besar Tesla telah memutuskan untuk menggunakan magnet yang kurang berkuasa. Di antara banyak kemungkinan, calon yang paling jelas ialah ferit: seramik yang terdiri daripada besi dan oksigen, dengan Sebilangan kecil logam, seperti strontium, dicampur. Ia murah dan mudah untuk dikeluarkan di seluruh dunia sejak 50-an abad ke-20

Pintu peti sejuk dibuat dengan cara ini.

 

Tetapi mengikut isipadu, ferit hanya sepersepuluh daripada kemagnetan magnet neodymium, yang menimbulkan persoalan baharu. Eksekutif pertama Tesla Elon Musk sentiasa terkenal kerana tidak berkompromi, tetapi jika Tesla akan beralih kepada ferit, nampaknya ia mesti membuat sesuatu

Beberapa konsesi. Mudah untuk berfikir bahawa bateri adalah kuasa kereta elektrik, tetapi sebenarnya elektromagnetisme yang memacu kereta elektrik. Bukan kebetulan bahawa kedua-dua syarikat Tesla dan unit magnet "Tesla" dinamakan sempena nama orang yang sama. Apabila elektron mengalir melalui wayar dalam motor Apabila berputar, ia menghasilkan medan elektromagnet yang menolak daya magnet yang bertentangan, menyebabkan aci motor memacu roda berputar.

Untuk roda belakang kenderaan Tesla, daya ini disediakan oleh motor elektrik dengan magnet kekal, iaitu sejenis motor yang mempunyai Bahan pelik yang menstabilkan medan magnet tanpa sebarang input semasa, terima kasih kepada putaran elektron yang bijak mengelilingi atom. Sla Istimewa hanya mula menambah magnet ini pada kereta kira-kira lima tahun yang lalu untuk memanjangkan hayat bateri tanpa menaik taraf Julat bateri dan peningkatan tork. Sebelum ini, syarikat itu menggunakan motor aruhan yang dihasilkan di sekitar elektromagnet, di mana elektromagnet melewati

Kemagnetan dihasilkan dengan menggunakan tenaga elektrik. Model-model dengan motor yang dipasang di hadapan masih menggunakan model ini hari ini.

 

Langkah Tesla untuk meninggalkan nadir bumi dan magnet mungkin kelihatan agak pelik. Syarikat kereta sering terobsesi dengan kecekapan kering, terutamanya Dalam kes kenderaan elektrik, mereka masih bergelut untuk meyakinkan pemandu untuk mengatasi ketakutan mereka terhadap jarak jauh. Tetapi dengan pengeluar kereta

Memperluas pengeluaran kenderaan elektrik sedang bermula, dan banyak projek yang sebelum ini dianggap terlalu tidak cekap muncul semula.

 

Ini telah mendorong pembuat kereta, termasuk Tesla, untuk menghasilkan lebih banyak kereta yang menggunakan bateri lithium iron phosphate (LFP). Dengan itu Bateri yang mengandungi unsur-unsur seperti kobalt dan nikel cenderung mempunyai julat yang lebih pendek daripada bateri. Ini adalah teknologi lama,

Berat lebih besar dan kapasiti penyimpanan yang lebih rendah. Model 3 semasa, dikuasakan oleh kuasa kelajuan rendah, mempunyai jarak 272 batu (kira-kira 438 km), manakala Model S jarak jauh dengan bateri yang lebih maju boleh mencapai 400 batu (640 km). Tetapi menggunakan bateri litium besi fosfat mungkin merupakan pilihan komersil yang lebih bijak, kerana ia mengelakkan penggunaan yang lebih mahal atau malah wujud Bahan berisiko politik.

 

Tidak mungkin Tesla hanya akan menggantikan magnet, seperti ferit, dengan sesuatu yang lebih buruk, walaupun, dan tiada apa-apa lagi. Ahli fizik Universiti Uppsala Alena Vishna berkata: "Anda akan membawa sekeping besar kemagnetan di dalam kereta Besi. "Nasib baik, motor adalah mesin yang agak kompleks, terdiri daripada banyak bahagian lain yang secara teorinya boleh disusun semula lajur untuk mengurangkan kesan penggunaan magnet yang lebih lemah.

 

Dalam model komputer, syarikat bahan Proterial baru-baru ini menentukan, dengan meletakkan magnet ferit dengan berhati-hati dan melaraskan set motor Dalam aspek lain, banyak penunjuk prestasi motor pemacu nadir bumi boleh direplikasi. Dalam kes ini, berat motor sahaja Dengan peningkatan sekitar 30 peratus , perbezaannya mungkin kecil berbanding dengan berat keseluruhan kereta.

 

Walaupun sakit kepala ini, syarikat kereta mempunyai banyak sebab untuk meninggalkan unsur nadir bumi, tetapi hanya jika mereka melakukannya Jika anda boleh melakukannya. Nilai keseluruhan pasaran nadir bumi adalah lebih kurang sama dengan pasaran telur Amerika, dan secara teori, nadir bumi yuan Primes boleh dilombong, diproses dan ditukar kepada kemagnetan di seluruh dunia besi, tetapi sebenarnya terdapat banyak cabaran untuk proses ini.

 

Thomas Krummer, seorang penganalisis mineral dan penulis blog jam tangan nadir bumi yang popular, berkata: "Itu adalah perjanjian $10 bilion Tetapi nilai produk yang dihasilkan setiap tahun adalah antara $2 trilion dan $3 trilion, yang merupakan tuas yang besar. Kereta Juga benar bahawa walaupun ia hanya mengandungi beberapa kilogram bahan ini, mengeluarkannya bermakna kereta tidak lagi boleh berbuat demikian untuk memandu sepenuhnya, melainkan anda "merancang semula enjin."

 

Amerika Syarikat dan Eropah cuba mempelbagaikan rantaian bekalan ini. Lombong nadir bumi California, yang ditutup pada awal abad ke-21, baru-baru ini dibuka semula

Bekas bekalan 15 peratus daripada nadir bumi dunia. Di Amerika Syarikat, agensi kerajaan khususnya Jabatan Pertahanan memerlukan peralatan seperti pesawat dan satelit

Menyediakan magnet yang kuat, mereka berminat untuk melabur dalam rantaian bekalan di dalam negeri dan di kawasan seperti Jepun dan Eropah. Tetapi mengingati kejayaan Ini adalah proses perlahan yang mengambil masa bertahun-tahun atau bahkan beberapa dekad. Pada masa yang sama, permintaan untuk membenamkan magnet dalam alat penyahkarbonan seperti kereta dan turbin angin juga semakin meningkat.

Menurut institut penyelidikan pasaran AdamasIntelligence, 12 peratus daripada nadir bumi kini digunakan dalam kenderaan elektrik, yang merupakan pasaran baharu. Pada masa yang sama, harga nadir bumi sering turun naik secara liar, dan syarikat luar selalunya tidak dapat meramalkan faktor ini

Kosong.

 

Jim Chelikowski, seorang ahli fizik yang mengkaji bahan magnet di Universiti Texas di Austin, berkata secara ringkasnya, Jika anda berada dalam industri di mana produk alternatif boleh ditemui, itu mungkin luar biasa. Tetapi dia berkata pencarian itu lebih baik daripada ferit Terdapat pelbagai sebab untuk alternatif yang lebih baik kepada magnet nadir bumi. Cabarannya ialah untuk mencari bahan dengan tiga ciri asas: 1) ia perlu magnet; 2) ia terus menjadi magnet dengan kehadiran medan magnet lain; dan 3) ia boleh menahan suhu tinggi. Magnet terma bukan lagi magnet.

 

Penyelidik mengetahui dengan baik unsur-unsur kimia yang membuat magnet yang baik, tetapi terdapat berjuta-juta susunan atom yang berpotensi Benih. Sesetengah yang dipanggil pemburu magnet mengambil pendekatan bermula dengan ratusan ribu bahan yang mungkin dan menyingkirkan bahan yang mengandungi nadir bumi dan kemudian menggunakan pembelajaran mesin untuk meramalkan sifat magnet bahan yang tinggal. Pada penghujung tahun lepas, Chelikows Key et al. menggunakan sistem untuk mencipta bahan baru yang sangat magnet yang mengandungi kobalt. Selalunya cabaran terbesar ialah mencari magnet baru yang mudah untuk dihasilkan. Vicina dari Universiti Uppsala menjelaskan bahawa beberapa magnet yang baru dibangunkan, seperti yang mengandungi mangan, menjanjikan tetapi tidak stabil. Dalam kes lain, saintis tahu bahawa bahan adalah sangat magnetik, tetapi ia tidak boleh dibuat secara besar-besaran. Ini termasuk tetragonit, sebatian nikel-besi yang ditemui hanya daripada meteorit yang mesti menjalani penyejukan perlahan beribu-ribu tahun untuk menyusun atomnya dengan tepat ke keadaan yang betul. Di makmal, usaha untuk menggerakkan proses ke hadapan dengan lebih pantas sedang dijalankan, tetapi masih belum membuahkan hasil.

 

Niron permulaan magnet: Salin semua dan cari beberapa. Syarikat itu berkata ia menghasilkan magnet nitrida ferik secara teori berbanding Neodymium lebih magnetik. Tetapi ia juga merupakan bahan yang tidak menentu yang sukar untuk dihasilkan dan dipelihara dalam bentuk yang dikehendaki. Blackburn berkata syarikat itu sedang membuat kemajuan tetapi tidak dapat menghasilkan magnet yang cukup kuat untuk kereta generasi seterusnya Tesla. Langkah pertama, katanya, ialah meletakkan magnet baharu ke dalam peranti yang lebih kecil seperti sistem bunyi.

 

Thomas Krummer, seorang penganalisis perlombongan dan blogger jam tangan nadir bumi yang popular, berkata tidak jelas sama ada pembuat kereta lain akan mengikuti langkah Tesla untuk meninggalkan nadir bumi. Sesetengah syarikat mungkin berkeras untuk membuat kelayakan nasional bergerak dengan berhati-hati manakala yang lain

Salin Pilih semua dan cari beberapa syarikat akan menggunakan induksi untuk memindahkan perkara Yunshan Zhoukou. Malah Tesla boleh menggunakan beberapa gram nadir bumi pada kereta masa depan, bertaburan di seluruh tempat seperti tingkap automatik, stereng kuasa dan pengelap cermin depan.

 

Pada acara Hari Pelabur Tesla, slaid yang membandingkan kandungan nadir bumi sebenarnya membandingkan keseluruhan kereta generasi semasa dengan keseluruhan kereta generasi semasa. Motor masa depan dibandingkan, yang boleh menjadi aksi publisiti. Penyelesaian seperti Tesla sedang dibangunkan, Menggantikan bahan nadir bumi dalam motor mungkin merupakan perkara yang baik, tetapi seperti yang dikatakan oleh Krummer, "Saya khuatir kita tidak mempunyai masa yang mencukupi."

 

TAMAT