희토류 자석은 얼마나 강력합니까?

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자석은 21세기의 많은 기술과 가전제품의 필수적인 부분입니다.

할 일 목록을 보관하는 작은 냉장고 자석부터 풍력 터빈에서 전기 생성을 위한 자기장을 생성하는 강력한 자석까지 자석의 종류는 다양합니다.

희토류 자석이라고도 알려진 세계에서 가장 강한 자석은 특정 희토류 원소를 다른 재료와 합금하여 만들어집니다.

그러나 희토류 자석은 얼마나 강력하며, 무엇이 그렇게 강력할까요?

위 인포그래픽은 First4Magnets의 데이터를 사용하여 자석의 강도를 비교합니다. 하지만 가장 강한 자석을 보기 전에 자기 강도를 측정하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다.

MGOe(메가가우스 에르스텟) 단위로 측정되는 최대 에너지 곱은 자기 강도의 주요 지표 중 하나입니다. 이는 자석의 잔류성과 보자력이라는 두 가지 측정값을 곱한 것입니다.

각 자석에는 일반적으로 강도를 나타내는 등급이 있습니다. 예를 들어 N42 등급의 네오디뮴 자석의 강도는 42MGOe입니다.

두 가지 일반적인 희토류 자석 등급의 성능을 관점에서 살펴보기 위해 다른 영구 자석의 일반적인 등급과 강도를 비교하는 방법은 다음과 같습니다.

참고: N42 네오디뮴 자석이 더 일반적으로 사용되지만 가장 강력한 자석은 N52 등급입니다.

17가지 희토류 원소 중 두 가지인 네오디뮴과 사마륨은 강자성체입니다. 즉, 고유한 자기 특성을 가지며 자화될 수 있습니다. 이러한 금속은 먼저 채굴되고 정제된 다음 철, 붕소 및/또는 코발트와 같은 재료와 결합되어 가장 강한 자성 합금을 만듭니다.

네오디뮴 자석은 일반적으로 철 및 붕소와 함께 1/3의 네오디뮴으로 구성됩니다. 자석의 네오디뮴 중 일부는 또 다른 희토류 물질인 프라세오디뮴으로 대체될 수 있습니다. 이러한 이유로 네오디뮴 자석은 NdPr 자석이라고도 알려져 있습니다.

네오디뮴 자석은 그 강도 덕분에 휴대폰과 노트북부터 전기 자동차의 모터에 이르기까지 다양한 기술에 활용되었습니다. 실제로 Adamas Intelligence에 따르면,90% 모든 EV 모터는 NdPr 자석을 사용합니다. 이러한 자석은 더 작은 크기에 비해 상대적으로 높은 강도를 제공하므로 풍력 터빈에 가장 많이 선택되어 터빈 무게를 크게 줄여줍니다.

사마륨-코발트 자석은 극한의 온도에 대한 탁월한 내성을 나타냅니다. 이 자석은 다음과 같은 낮은 온도에서도 작동할 수 있습니다.-270℃~350℃ 부식에도 매우 강합니다. 결과적으로, 이 제품은 가혹한 해양 환경과 높은 작동 온도의 기술에 중요한 응용 분야를 갖습니다.

글로벌 EV 판매량은 2020년 약 300만 대에서 2020년 약 300만 대에서 지난해 두 배 이상 증가했습니다.660만마찬가지로 재생에너지도 기록적인 속도로 확대되고 있으며, 2022년 용량 설치는 전년도 기록을 경신할 것으로 예상됩니다.

이를 염두에 두고 희토류 자석에 대한 수요가 증가할 것으로 예상되는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 네오디뮴 자석 소비량은 2020년 100,000톤 이상에서 2020년까지 증가할 것으로 예상됩니다.300,000톤2035년에는 EV와 풍력 터빈이 성장을 주도할 것입니다.

그러나 네오디뮴 자석의 공급망은 중국이 희토류 추출, 정제 및 다운스트림 자석 생산의 대부분을 통제하고 있어 여전히 우려 사항으로 남아 있습니다.

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