研究者はボンドNdFeB永久磁石のリサイクルにイオン液体を使用

ヨーロッパの研究者は、ボンドNdFeB永久磁石をリサイクルするためにイオン液体を使用することを実証しました。 彼らの研究に関するオープンアクセス論文は、RSC ジャーナル Green Chemistry に掲載されています。

NdFeB 永久磁石には、焼結磁石と (ポリマーまたは樹脂) ボンド磁石の 2 つのタイプがあります。 どちらのタイプも（部分的に）磁石合金粉末で構成されており、非常に細かい場合には流動特性を示すことができます。

焼結磁石の場合、磁石の粉末を潤滑剤の助けを借りて成形し、打ち抜きます。 得られた製品は非常に脆いままですが、真空炉で加熱することにより密度と機械的強度が大幅に向上します。

結合ＮｄＦｅＢ磁石は、典型的には、ＮｄＦｅＢ磁石粉末を高分子結合剤と適切な質量比でミキサーまたは押出機で混合し、ペレット状の押出物を射出または圧縮成形することによって得られる。

過去 10 年間、焼結 NdFeB 磁石のリサイクルに多くの注目が集まっており、これらの取り組みは他の場所でも見直されています。 一般に、これらのルートには、乾式冶金、湿式冶金、溶媒冶金のアプローチ、またはそれらの組み合わせが含まれます。 対照的に、ボンド NdFeB 磁石のリサイクルには、非常に限られた注意が払われてきました。 この注目の欠如は、焼結磁石と比較してボンド磁石の希土類含有量がはるかに低いこと、およびポリマーバインダーまたは樹脂の存在により直接的なリサイクルルート（水素の分解など）が作られるという事実によって説明できます。 ） 難しい。

… イオン液体 (IL) は、多くの種類の合成ポリマーやバイオポリマーにとって優れた環境に優しい溶媒であることが知られています。 ルイス酸性クロロアルミン酸イオン液体をタンタルコンデンサのエポキシ樹脂の溶解に使用できることも報告されています。 これらの理由から、当社はボンド NdFeB 磁石のリサイクルにイオン液体の使用を初めて検討することにしました。 この研究は、世界の磁石市場からさまざまなタイプのボンド磁石を収集し、実際の生活のような状況をシミュレートした最初の研究でもあります。 次に、イオン液体中のさまざまな種類のポリマーバインダーの溶解挙動を、選択したボンド磁石でテストしました。 新しい異方性エポキシボンド磁石の製造に使用される磁石粉末のバッチを調製するために、最も有望な溶媒系が大規模にテストされました。 これらの新しい磁石の磁気特性が測定され、市販の磁石の磁気特性と比較され、リサイクル プロセスの全体的な効率が評価されました。

ベルギーのルーヴェン大学、英国のバーミンガム大学、ドイツのコレクター・マグネット・テクノロジー社の研究者らは、市販の接着NdFeB磁石に主に3種類のポリマーが含まれていることを発見した。ポリアミド（PA6およびPA12）、ポリ-p-フェニレン硫化物である。 (PPS) とエポキシ。

どちらのタイプのポリアミド樹脂も、配位アニオン (塩化物、酢酸塩、またはジアルキルリン酸塩) を含むイオン液体によって容易に溶解します。 PPS 樹脂の除去は、イオン性液体溶媒では不可能で、高温で 1-クロロナフタレンと 1,3,5-トリフェニルベンゼンを使用することによってのみ可能でした。

エポキシはいくつかのイオン液体によって除去できましたが、NdFeB 粉末とイオン液体の間の反応が観察されました。 PA6 結合磁石のバッチをイオン液体トリブチルエチルホスホニウム ジエチルホスフェート [P4442][Et2PO4] で処理して、ポリマー部分を選択的に除去しました。 得られた PA フリーの磁石粉末は、元の磁気特性の >90% を保持していることが判明しました。

研究者らは、このリサイクルされた磁石粉末を使用して製造された 2 つの新しいエポキシ結合磁石を作成しました。 これらの磁石は、市販の磁石に近い磁気特性を示し、それによってプロセスの多用途性と材料ループをうまく閉じることができることを示しました。

この研究は、耐用年数が終了したボンド NdFeB 磁石のイオン液体処理が、これらの磁石を直接リサイクルするための有望な方法であることを示しています。 このプロセスは環境に優しいだけでなく、新しいデザインとポリマー材料を使用した二次ボンド磁石の製造を可能にする多用途ルートでもあります。