Možnosti recyklace odpadních magnetů na bázi Nd-Fe-B

Kamila Glinz

Master's thesis

Possibilities of recycling waste magnets based on Nd-Fe-B

Abstract:

Recyklace odpadních magnetů na bázi Nd-Fe-B s cílem opětovně získat permanentní magnety byla provedena metodou „magnet to magnet“, kdy se aplikoval proces vodíkové dekrepitace a powder blending technology. Vodíková dekrepitace probíhala při teplotě 250 °C a tlaku přibližně 0.1 MPa, kdy byl výsledný prášek smíchán s hydridem neodymu NdH2, mlet ve vibračním mlýně v izopropylalkoholovém médiu a lisován v příčném magnetickém poli. Výlisky byly slinovány při teplotě 1118 °C po dobu 2 hodin s následným tepelným zpracováním. Na základě výsledků byla u recyklovaných magnetů zjištěna lepší koercivita a remanence než u výchozích odpadních magnetů, což souviselo s difundováním Dy do povrchu zrn Nd(R)2Fe14B a vytvořením „core-shell“ struktury. Další použitou metodou zpracování odpadních magnetů byla metoda strip casting, kdy se získala základní slitina aplikovatelná ve výrobě nových magnetů. Korozní odolnost vybraných recyklovaných magnetů byla provedena pomocí elektrochemického testování, kde byly měřeny hodnoty korozního potenciálu Ecor, polarizačního odporu Rp, rychlosti koroze rc a odolnost proti bodové korozi se záznamem polarizační křivky a určení konvenční hodnoty potenciálu pittingu Ep a repasivace Er. Korozní odolnost byla testována i v solné mlze, kde byly vzorky exponovány po dobu 80 h. V tomto případě byly výsledky hodnoceny na základě hmotnostního nárůstu u testovaných vzorků.

Abstract:

The recycling of waste magnets based on Nd-Fe-B in order to recover permanent magnets was performed by the "magnet to magnet" method, which applied the process of hydrogen decrepitation and power blending technology. The hydrogen decrepitation was carried out at a temperature of 250 ° C and at a pressure of approximately 0.1 MPa, when the resulting powder was mixed with neodymium hydride NdH2, fine milled in a vibratory ball mill in isopropyl alcohol medium and pressed in a transverse magnetic field. The compacted magnet blanks were sintered at 1118 ° C for 2 hours followed by heat treatment. Based on the results, recycled magnets showed better coercivity and remanence than the initial waste magnets, which were associated with the diffusion of Dy and the formation of a "core-shell" structure of Nd (R)2Fe14B based grains. Another method used to process waste magnets was the strip casting method, which yielded a base alloy applicable in the production of new magnets. Corrosion resistance of selected recycled magnets was performed by electrochemical testing, where the values of corrosion potential Ecor, polarization resistance Rp, corrosion rate (rc) and resistance to pitting corrosion were recorded with polarization curve recording and determination of conventional pitting potential (Ep) and repassivation (Er). Corrosion resistance was also tested by salt spray corrosion test, to which the samples were exposed for 80 h. In this case, the results were evaluated on the basis of the weight gain of the tested samples.

Keywords

permanentní magnety, Nd-Fe-B magnety, recyklace, odpadní magnet, EOL magnet, magnet to magnet, vodíková dekrepitace, strip casting, slinování, korozní testování

Keywords

permanent magnets, Nd-Fe-B magnets, recycling, waste magnet, EOL magnets, magnet to magnet, hydrogen decrepitation, strip casting, sintering, corrosion testing

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 2. 6. 2021
• Supervisor: Kateřina Skotnicová
• Reader: Jitka Malcharcziková

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta materiálově-technologická

Master programme / field:
Materiálové inženýrství / Materiálové technologie a recyklace