物理

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックは、磁石の製造に使用される材料を含む多くの材料のサプライチェーンに打撃を与えた。 磁石は、コンピューターのハードディスク ドライブから磁気共鳴画像スキャナーに至るまで、さまざまなテクノロジーにおいて重要なコンポーネントです。 このような混乱を回避するために、研究者たちは磁性材料を調達する別の方法を検討しています。 スペインのIMDEA NanoscienceのDaniel Casaleiz氏は、1月にオンラインでニューオーリンズで開催された最近の2022 Joint Magnetism and Magnetic Materials (MMM) - Intermagカンファレンスで、そのような手法の1つの詳細を共有した。

Casaleizらは、世界で最も一般的に生産されている種類の磁石である市販のフェライト磁石の製造時に残ったフェライト残留物をリサイクルする方法を開発した。 まず、チームはスペインの磁石生産会社からストロンチウム フェライト廃棄物を収集します。 次に、廃棄物をサブミクロンサイズの粒子の粉末に粉砕し、その粉末を 1000 °C に加熱して、材料の微細構造と磁気特性を最適化するプロセスである焼​​成を行います。 この処理された粉末の磁気特性を測定したところ、研究チームは、保磁力（磁化の変化に対する磁性材料の抵抗の尺度）が 3.5 倍増加し、元の残留物よりも優れた特性を備えていることを発見しました。残留磁化（残留磁化）が増加します。

この粉末は会社に返送され、一般的なフェライト磁石に再加工されます。 Casaleiz氏らはまた、磁石の3Dプリント用のフェライトとポリマーの複合材料を作成するのに使用できることを示した。これは、これまでリサイクル材料を使用して行われたことはなかった。 3D プリンティングには、磁石を低温で製造できるため、エネルギーコストが削減され、非常に幅広い形状に印刷できるため、従来の磁石製造技術に比べて利点があります。

3Dプリントの場合、チームは粉末をアクリロニトリル・ブタジエン・スチレンと呼ばれるポリマーと混合し、混合物を長いフィラメントに押し出します。 これらのフィラメントは 3D プリンターに供給され、表面に蒸着される前にわずかに加熱されます。 この方法を使用して、研究チームは六角形やリングから複雑なパターンの円筒に至るまで、さまざまなオブジェクトを印刷しました。これらのオブジェクトはすべて、元の粉末の磁気特性を保持しています。

カサライズ氏は、同氏と同僚が作成したリサイクルされた 3D プリント磁石は、電気自動車から家電製品に至るまでのさまざまな技術で利用できる可能性があると述べています。 また、これらのフェライトベースの磁石は、採掘が環境に悪影響を与える可能性があるネオジム製磁石などの希土類磁石の代替に役立つ可能性があるとも考えています。 フェライトベースの磁石は通常、希土類磁石に比べて強度が低いですが、フェライト磁石には他の機能上の利点があるとカザライズ氏は指摘します。 たとえば、化学的に不活性なので、コーティングなしでも耐腐食性があります。 また、「それらはより持続可能であり、それらを作るために使用される材料の調達が容易です」と彼は言います。

–キャサリン・ライト

キャサリン・ライトは、Physics Magazine の副編集長です。

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