ПРОЕКТ 2026 ГОДА
Разработка технологии синтеза магнитных порошков и получение на их основе филамента для аддитивного формования постоянных магнитов, ориентированных на замещение редкоземельных аналогов
Лящук Виктория Константиновна
Руководитель
Магистрант, инженер ПИШ
Исполнители
Ага-Тагиева Саяра
Комник Валерия Вячеславовна
Кладько Даниил Валериевич
Научный консультант
к.х.н., доцент
ОПИСАНИЕ
Проект в области 3D-печати постоянных магнитов соответствует приоритетам национальных проектов технологического лидерства и направлен на создание образцов постоянных магнитов на основе полностью безредкоземельных материалов. В рамках проекта разрабатываются технологии аддитивного производства магнитов из твердых гексаферритов SrFe₁₂O₁₉ и BaFe₁₂O₁₉, сплавов AlNiCo, MnAl, MnBi, MnGa, а также перспективных соединений Fe₁₆N₂. Использование технологий экструзионной 3D-печати и стереолитографии, а также методов магнитного выравнивания частиц в процессе печати позволяет создавать образцы постоянных магнитов сложной геометрии с заданными магнитными свойствами и сниженной материалоемкостью производства. Реализация проекта обеспечит развитие отечественных технологий аддитивного производства магнитных материалов, снижение зависимости от импорта стратегически важных компонентов и создание решений для электротранспорта, робототехники, энергетики и медицинской техники.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
Выходные характеристики изделия должны соответствовать следующим значениям:
| Цилиндры Хальбаха | диаметр 20–50 мм, высота 10–30 мм |
| Сегментированные дуги (роторные магниты) | радиус 25–60 мм, угол сегмента 30–120°, толщина 5–15 мм |
| Тонкостенные магнитопроводы | толщина стенки от 1 до 5 мм, габаритные размеры до 80×80×40 мм |
| Удельная намагниченность насыщения | ≥ 70 А·м²/кг для гексаферритов, ≥ 90 А·м²/кг для MnAl/MnBi |
| Коэрцитивная сила | ≥ 350 мТл для гексаферритов, ≥ 600–800 мТл для магнитов промежуточного класса на основе MnAl и MnBi |
| Отношение остаточной намагниченности к намагниченности насыщения | ≥ 0,7 для анизотропных образцов с текстурой (до 0,9 для ориентированных MnBi и HfCo нанокомпозитов) |
| Энергетическое произведение | > 40 кДж/м³ для гексаферритов, > 80 кДж/м³ для MnAl/MnBi, > 100 кДж/м³ для сплавов AlNiCo; > 160–200 кДж/м³ для HfCo:FeCo, MnBi/Co |
| Температурная стабильность | сохранение не менее 90% магнитных свойств в диапазоне от -40 до +150 °C |
Разрабатываемая технология и готовые магнитные изделия предназначены для использования в высокотехнологичных отраслях промышленности, критически зависимых от постоянных магнитов: электротехническая и автомобильная промышленность (тяговые электродвигатели для электромобилей, электробусов), энергетический сектор (генераторы ветроустановок), робототехника и станкостроение (сервоприводы, датчики положения), приборостроение и медицинская техника.
1) Полный отказ от дефицитных и стратегически уязвимых редкоземельных элементов (Nd, Dy, Pr), использование доступного сырья (оксиды железа, карбонаты стронция/бария, Al, Mn, Co).
2) Возможность изготовления магнитов сложной топологии (цилиндры Хальбаха, решетчатые структуры), недоступной для традиционных методов спекания, с минимальными отходами материала.
3) Адаптивность методов синтеза и 3D-печати для широкого спектра безредкоземельных материалов, позволяющая варьировать состав и свойства под конкретные требования заказчика.
4) Возможность магнитного выравнивания частиц в процессе печати для формирования анизотропной структуры и повышения остаточной намагниченности до уровня, сопоставимого со спеченными аналогами.
5) Снижение себестоимости конечной продукции на 20–40% по сравнению с импортными Nd-Fe-B магнитами за счет дешевого сырья и минимизации отходов механической обработки.
