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UPGRADE: il progetto di EIT Raw Material riduce il contenuto di materie prime critiche nei magneti permanenti.

UPGRADE

Progetto UPGRADE
07/12/2020

​Verso la riduzione delle materie prime critiche in magneti permanenti per facilitare e accelerare la transizione energetica europea.

La scoperta dei magneti ad alte prestazioni a base di neodimio ferro boro (NdFeB), quasi 40 anni fa, ha rivoluzionato il design di motori elettromagnetici, generatori e attuatori. Con le più alte prestazioni magnetiche oggi disponibili, essi consentono la miniaturizzazione di vari sistemi.

Oggi essi sono componenti chiave di una gamma di dispositivi tra cui turbine eoliche senza ingranaggi, veicoli elettrici e ibridi-elettrici, biciclette elettriche, unità disco rigido e condizionatori. La domanda di questi prodotti ad alta tecnologia sta crescendo rapidamente per accelerare la transizione energetica europea.

Tuttavia, le riserve di terre rare, neodimio e disprosio utilizzati in questi magneti, sono attualmente fornite in modo monopolistico dalla Cina. È quindi di grande importanza fare un uso efficiente e sostenibile delle terre rare e allo stesso tempo sfruttare appieno questi potenti materiali.

Nella prospettiva di materie prime critiche limitate, l'obiettivo principale del progetto UPGRADE è quello di fornire nuove leghe NdFeB con una microstruttura appropriata per la produzione di magneti permanenti NdFeB ad alte prestazioni, riducendo il contenuto di terre rare critiche come il disprosio o il neodimio. La lega NdFeB è attualmente ottenuta raffreddando rapidamente la lega fusa su una ruota raffreddata e in rotazione, processo chiamato anche Strip Casting.

Questo processo consente di ottenere una microstruttura fine, ben adattata alle fasi successive di fabbricazione dei magneti NdFeB mediante metallurgia delle polveri. L'obiettivo principale del progetto è stabilire i parametri di processo e la composizione ottimale della lega che consentiranno l'affinamento della microstruttura della lega NdFeB e renderanno possibile la produzione di magneti sinterizzati risparmiando materie prime critiche.

I primi risultati del progetto hanno dimostrato che una riduzione di quasi il 40% del contenuto di disprosio nei magneti potrebbe essere possibile, su scala di laboratorio, regolando la composizione così come i parametri del processo di fabbricazione delle leghe di partenza. Il prossimo passo del progetto sarà l'implementazione di questi risultati su scala industriale.

Partner provenienti da 3 diversi paesi europei coprono l'intera filiera, dalla produzione di leghe (Less Common Metals, Regno Unito) alla produzione di magneti (Vacuumschmelze, Germania) e alla valutazione delle prestazioni (Centro Ricerche Fiat, Italia). Due istituti di ricerca (CEA-Liten, Francia e Fraunhofer IWKS, Germania) e un'università (Technische Universität Darmstadt, Germania) forniscono le loro competenze sui magneti sviluppando nell’ambito del consorzio il processo su scala di laboratorio.

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Il team di UPGRADE al CEA a Grenoble durante il kick off meeting


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