Quão fortes são os ímãs de terras raras?

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Os ímãs são parte integrante de muitas tecnologias e aparelhos no século XXI.

Desde pequenos ímãs de geladeira que contêm listas de tarefas até poderosos que criam campos magnéticos para geração de eletricidade a partir de turbinas eólicas, existem muitos tipos diferentes de ímãs.

Os ímãs mais fortes do mundo, também conhecidos como ímãs de terras raras, são feitos da liga de certos elementos de terras raras com outros materiais.

Mas quão fortes são os ímãs de terras raras e o que os torna tão poderosos?

O infográfico acima usa dados do First4Magnets para comparar a força dos ímãs. Mas antes de olhar para os ímãs mais fortes, é essencial entender como medir a força magnética.

O produto energético máximo, medido em mega-gauss-oersteds (MGOe), é um dos principais indicadores de força magnética. É uma multiplicação de duas medidas: a remanência de um ímã e sua coercividade.

Cada ímã tem um grau, que normalmente denota sua força. Por exemplo, um ímã de neodímio de grau N42 tem uma força de 42MGOe.

Para colocar o poder de dois graus comuns de ímãs de terras raras em perspectiva, veja como sua força se compara com os graus comuns de outros ímãs permanentes:

Observação: Embora o ímã de neodímio N42 seja usado com mais frequência, o ímã mais forte disponível é o de grau N52.

O neodímio e o samário - dois dos 17 elementos de terras raras - são ferromagnéticos, o que significa que possuem propriedades magnéticas inerentes e podem ser magnetizados. Esses metais são primeiro extraídos, refinados e depois combinados com materiais como ferro, boro e/ou cobalto para fazer as ligas magnéticas mais fortes.

Os ímãs de neodímio são normalmente compostos de um terço de neodímio, juntamente com ferro e boro. Parte do neodímio nos ímãs pode ser substituída por praseodímio, outro material de terras raras. Por esta razão, os ímãs de neodímio também são conhecidos como ímãs NdPr.

Devido à sua força, os ímãs de neodímio encontraram seu caminho em várias tecnologias, desde telefones e laptops até motores em veículos elétricos. De fato, de acordo com a Adamas Intelligence,90% de todos os motores EV usam ímãs NdPr. Como esses ímãs também oferecem resistência relativamente alta para um tamanho menor, eles também são a escolha predominante para turbinas eólicas, reduzindo significativamente o peso da turbina.

Os ímãs de samário-cobalto exibem resistência excepcional a temperaturas extremas. Esses ímãs podem operar a partir de temperaturas tão baixas quanto-270 ℃ até 350 ℃ e também são altamente resistentes à corrosão. Consequentemente, eles têm aplicações importantes em ambientes marinhos hostis e tecnologias com altas temperaturas de operação.

As vendas globais de VEs mais que dobraram no ano passado, passando de cerca de 3 milhões de carros em 2020 para6,6 milhõesem 2021. Da mesma forma, a energia renovável está se expandindo em um ritmo recorde, com instalações de capacidade em 2022 definidas para quebrar o recorde estabelecido no ano anterior.

Com isso em mente, não é surpresa que a demanda por ímãs de terras raras deva aumentar. Prevê-se que o consumo de ímãs de neodímio cresça de mais de 100.000 toneladas em 2020 para300.000 toneladasaté 2035, com VEs e turbinas eólicas impulsionando o crescimento.

No entanto, a cadeia de suprimentos de ímãs de neodímio continua sendo uma preocupação, com a China controlando a maior parte da extração de terras raras, refino e produção de ímãs a jusante.

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