强永磁体能够驱动风力涡轮机和电动汽车，通常由稀土元素、镝和钕组成。夫琅和费研究所的研究人员正在研究一种更经济地快速回收永磁体中稀土元素的方法。

在供电网络中，线圈的旋转能量被转换成电能。如今，齿轮箱正被强永磁体替代，为了获得更高产量和无故障电力传输。这样的强磁体也被用于驱动汽车中的电动执行器，进而驱动更轻和更小的玻璃雨刷。为了调整侧窗和席位的特殊定位，大量伺服电机和致动器被放置在车内的不同位置。

钕，硼和铁是强永磁体的主要成分。除了这些元素，镝也经常在永磁体被发现。这些元素中，硼和铁很容易获得，但获得镝和钕并不容易。这些稀土元素的提取是个繁琐的过程，需要很高的输入能量。因此，这些元素是相对昂贵的，而且过度的开采会导致生态失衡。中国是稀土元素的主要供应商，超过90%的元素分散在那里，中国有全球近一半的储量。

以旧换新

因此，科学家们一直致力于回收磁体，目前意味着从永磁体中提取稀土元素。然而，提取过程非常繁琐和昂贵。夫琅禾费研究所材料回收和资源战略IWKS项目组的研究人员正采用不同的方法回收磁体，项目组是夫琅和费硅酸盐研究所ISC的一部分。

项目组的科学家Oliver Diehl说：“并不是试图获得每种类型的稀土元素，我们专注于回收完整的磁体材料，只需要几步骤”。他补充说，“这个过程更容易且更有效率，因为材料的成分已经几乎是确定的。

科学家们采用熔体纺丝工艺，也称“快速凝固”的方法进行回收。这种方法已用于其他合金并显示出可靠的结果。磁体在熔炼炉中熔解，然后加热到高于1000摄氏度。然后，液化磁体直接通过喷嘴到水冷的旋转铜轮上。铜轮的转速在10到35米/秒之间。从液体到铜轮的传热在几分之一秒内发生，同时液体凝固。

这些固化的液滴被科学家们称为“薄片”。这些片的内部结构不同于正常凝固过程中形成的有序晶格。工艺中的快速凝固不允许材料结晶，而是形成纳米晶或非晶结构。非晶结构中的原子排列不规则。同时，在纳米晶体结构中，原子以纳米尺寸的晶粒形式排布。

熔体纺丝过程的优点是能够改变晶粒尺寸，使相同晶体结构的面积发生变化。通过改变晶粒尺寸，永磁体的特性也会发生改变。然后，这些片经过研磨变成粉末，为下一个流程做准备。

“我们按其最终形状压制它”，Diehl说。

首个回收磁体

科学家们已经成功地在建立的示范工厂中回收磁体。

“演示的系统可以处理多达半公斤的熔融材料，规模介于实验室和大型工厂”，Diehl接着说。

定制磁体特性是下一步的研究，该团队正在修改熔体纺丝工艺参数，比如改变铜轮的速度，或者快速凝固过程中的液化加热温度。这两个因素对冷却速率有直接的影响，进而影响片的晶体结构。

大多数情况下，从发动机上移除永磁体是一个挑战。因此，科学家们正致力于开发合理的收集循环流程，应用在使用过的引擎和确保可拆卸磁体的替代引擎设计。不过，参与设计的成本目前很难预测。

“预期收益不仅取决于回收工艺，还取决于稀土元素价格的变化”，Diehl说。“稀土原材料价格越高，就越可以弥补回收现有材料的成本。”

新材料在线编译整理——翻译：Grubby   校正：摩天轮