கனரக அரிய மண் தனிமங்களைத் தவிர்த்து, சீனா மீதான சார்பைக் குறைக்கும் மின்வாகனக் காந்தங்களை ஜப்பான் மேம்படுத்துகிறது

கனரக அரிய மண் தனிமங்கள் ஏன் விநியோகத் தடையாகின

மின்சார மற்றும் கலப்பின வாகன மோட்டார்களின் மையத்தில் காந்தங்கள் உள்ளன. வணிகரீதியாகக் கிடைக்கும் மிக வலுவான காந்தங்கள் நியோடைமியம் இரும்பு போரான் காந்தங்கள். இவை சிறிய மோட்டார்களில் அதிக முறுக்குவிசையை வழங்குகின்றன. ஆனால் இதில் ஒரு சிக்கல் உள்ளது. அதிக வெப்பநிலையில் நியோடைமியம் காந்தங்கள் தங்கள் வலிமையை இழக்கத் தொடங்குகின்றன. வெப்பத்தைச் சமாளிக்க, உற்பத்தியாளர்கள் வழக்கமாக சிறிய அளவில் கனரக அரிய மண் தனிமங்களை, குறிப்பாக டிஸ்ப்ரோசியம் மற்றும் டெர்பியத்தைச் சேர்க்கின்றனர். இந்த இரு தனிமங்களும் காந்த நீக்க எதிர்ப்பை அதிகரிக்கின்றன. இதனால் இழுவை மோட்டார் சூடாக இயங்கும்போதும் காந்தங்கள் தங்கள் காந்தப்புலத்தைத் தக்கவைக்கின்றன.

கனரக அரிய மண் தனிமங்களின் விநியோகம் ஒரு சில இடங்களில் குவிந்துள்ளது. உலகின் அரிய மண் தாதுக்களில் பெரும் பங்கைச் சீனா வெட்டி எடுக்கிறது; ஆக்சைடுகள் மற்றும் உலோகங்களில் பெரும்பகுதியைச் சுத்திகரிக்கிறது; மேலும் கார்கள் மற்றும் மின்னணு சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் காந்தங்களில் சுமார் 90 சதவீதத்தை உற்பத்தி செய்கிறது எனத் தொழில்துறை ஆய்வுகளும் அண்மைய செய்திகளும் தெரிவிக்கின்றன. ஏற்றுமதிக் கட்டுப்பாடுகள் கடுமையடையும்போது, விநியோகச் சங்கிலிகள் விரைவாகப் பாதிக்கப்படுகின்றன. அண்மைய மாதங்களில், காந்தப் பொருட்களுக்கான மாற்று விநியோகத்தைப் பெற வாகன உற்பத்தியாளர்கள் அவசரமாக முயன்றனர். உள்ளீட்டுப் பொருட்களின் தட்டுப்பாட்டால் சுசுகி மோட்டார் சில அசெம்பிளி வரிசைகளைத் தற்காலிகமாக நிறுத்தியது; மேலும், சிப் தட்டுப்பாட்டை நினைவூட்டும் நெருக்கடி ஏற்படக்கூடும் என விநியோகஸ்தர்கள் எச்சரித்தனர். அரிய மண் தனிம விநியோகத் தடைகள் காரணமாக வாகன மற்றும் உதிரிபாக உற்பத்தியாளர்கள் பெரும் பதற்றத்தில் இருப்பதாக ராய்ட்டர்ஸ் விவரித்தது.

ஜப்பானின் புதிய காந்தங்கள் அளிக்கும் வாக்குறுதி

மோட்டார் செயல்திறனுக்கும் கனரக அரிய மண் உலோகங்களுக்கும் இடையிலான தொடர்பைத் துண்டிக்க ஜப்பானிய பொருள் நிபுணர்கள் முயன்று வருகின்றனர். முன்பு ஹிட்டாச்சி மெட்டல்ஸ் என அழைக்கப்பட்ட ப்ரோட்டீரியல், கனரக அரிய மண் தனிமங்கள் எதுவுமின்றி செயல்திறனைத் தக்கவைக்கும் இழுவை மோட்டார்களுக்கான நியோடைமியம் காந்தங்களை உருவாக்கியுள்ளதாகக் கூறுகிறது. செயலாக்கத்தின்போது மாசுகளையும் நுண்கட்டமைப்பையும் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், மின்சார மற்றும் கலப்பின வாகனங்களுக்கு ஏற்ற வலிமை கொண்ட காந்தத் தரங்களை உருவாக்கியுள்ளதாக நிறுவனம் தெரிவிக்கிறது.

தொழில்துறை ஆதாரங்கள் வெளியிட்ட தொழில்நுட்ப விவரங்களின்படி, டிஸ்ப்ரோசியம் மற்றும் டெர்பியம் இல்லாத இரண்டு புதிய சின்டர் செய்யப்பட்ட நியோடைமியம் தரங்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. ஒரு தரம் ஓட்டுநர் மோட்டார்கள், மின்சார பவர் ஸ்டீயரிங் மற்றும் கம்பிரசர்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இதன் எஞ்சிய காந்தப் பாய அடர்த்தி B_r சுமார் 1.40 டெஸ்லாவாகவும், உள்ளார்ந்த காந்த நீக்க எதிர்ப்பு H_cJ குறைந்தது ஒரு மீட்டருக்கு 1671 கிலோஆம்பியராகவும் உள்ளது. அதிக முறுக்குவிசை தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கான இரண்டாவது தரத்தில் B_r 1.42 டெஸ்லாவாகவும், H_cJ ஒரு மீட்டருக்கு 1830 கிலோஆம்பியர் அல்லது அதற்கு அதிகமாகவும் உள்ளது. எளிமையாகச் சொன்னால், காந்தம் எவ்வளவு காந்தப் பாயத்தை வழங்க முடியும் என்பதைக் B_r குறிக்கிறது; அதிக வெப்பநிலையில் அதை எவ்வளவு கடினமாகக் காந்த நீக்கம் செய்ய முடியும் என்பதைக் H_cJ குறிக்கிறது.

முதல் தரத்துக்கான மாதிரிகளைப் பெருமளவு உற்பத்தி வரிசையிலிருந்து ஏற்கெனவே வழங்க முடியும் என்றும், அதிக வெப்பத்தைத் தாங்கும் வகை 2026 ஏப்ரலுக்குள் மாதிரி வழங்கத் தயாராகிவிடும் என்றும் ப்ரோட்டீரியல் கூறுகிறது. சின்டர் செய்யப்பட்ட நியோடைமியம் காந்தங்கள் தொடர்பாக நிறுவனத்திடம் நூற்றுக்கணக்கான காப்புரிமைகள் உள்ளன. குறிப்பிட்ட மோட்டார் மையங்களில் எடையையும் இழப்புகளையும் குறைக்கக்கூடிய, அதிக காந்தப் பாயம் கொண்ட மென்மையான காந்தக் கலவை தொடர்பான பணிகளையும் அது சுட்டிக்காட்டியுள்ளது. இழுவை மோட்டார்களைப் பொறுத்தவரை, முறுக்குவிசை மற்றும் வெப்பநிலை சார்ந்த முக்கிய வரம்புகளை எட்டிக்கொண்டே கனரக அரிய மண் தனிமங்களை நீக்குவதே முக்கிய அம்சமாகும்.

சைட்டாமா மாகாணத்தின் குமகாயாவிலும் ஹியோகோ மாகாணத்தின் யாபுவிலும் உள்நாட்டு உற்பத்தியைத் தொடங்க நிறுவனம் தயாராகி வருகிறது. ஒப்பந்தங்கள் கையெழுத்தானால், பெய்ஜிங்கின் கொள்கை மாற்றங்களால் குறைவாகப் பாதிக்கப்படும் விநியோகத்தை வாகன நிறுவனங்கள் நாடும் இந்த நேரத்தில், இழுவை மோட்டார் காந்தங்களுக்கான உள்நாட்டு மூலாதாரம் உருவாகும்.

டைடோ ஸ்டீலின் ஆரம்பகட்ட முன்னேற்றம்

கனரக அரிய மண் தனிமங்களைப் பயன்படுத்தாத, கலப்பின வாகனங்களுக்கான நியோடைமியம் காந்தங்களை டைடோ ஸ்டீலும் அதன் துணை நிறுவனமான டைடோ எலெக்ட்ரானிக்ஸும் ஏற்கெனவே வணிகரீதியாக அறிமுகப்படுத்தியுள்ளன. காந்தத்துக்குள் உள்ள தானியங்களின் அளவைச் செம்மைப்படுத்தி, மிக நுண்ணிய படிகத் தானியங்களை உருவாக்குவதே அவற்றின் அணுகுமுறை. இது காந்த நீக்க எதிர்ப்பை அதிகரித்து, மோட்டார் சூடாகும்போது செயல்திறனை நிலைப்படுத்துகிறது. 2016ஆம் ஆண்டில் ஹோண்டா தனது கலப்பின வாகன மாடல்களில் இந்தக் காந்தங்களைப் பயன்படுத்தியது. பெரிய வாகன உற்பத்தியாளர் ஒருவர் இவற்றைப் பயன்படுத்தியது அதுவே முதல் முறை.

தேவைக்கான அறிகுறிகள் மீண்டும் அதிகரித்து வருகின்றன. கலப்பின மற்றும் பேட்டரி மின்சார வாகனப் பயன்பாடுகளுக்காக ஜப்பான் மற்றும் அமெரிக்க வாகன உற்பத்தியாளர்களிடமிருந்து விசாரணைகள் அதிகரித்துள்ளதாக டைடோ ஸ்டீல் தெரிவிக்கிறது. எதிர்பார்க்கப்படும் ஆர்டர்களை நிறைவேற்ற, கிஃபு மாகாணத்தின் நகட்சுகாவாவில் உள்ள டைடோ எலெக்ட்ரானிக்ஸ் ஆலையில் 5 பில்லியன் யென் முதலீடு செய்ய நிறுவனம் திட்டமிட்டுள்ளது. 2026 வசந்த காலத்துக்குள் மாத உற்பத்தித் திறனை சுமார் 45 டன்னாகவும், 2030 நிதியாண்டில் சுமார் 150 டன்னாகவும் உயர்த்துவதே இலக்கு.

கனரக அரிய மண் தனிமங்களைத் தவிர்க்கும், வெப்ப உருக்க வடிவமைப்பு காந்தத் தொழில்நுட்பத்தையும் நிறுவனம் மேம்படுத்தி வருகிறது. வழக்கமான சின்டர் முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, உற்பத்தியின்போது மின்சாரப் பயன்பாட்டையும் இது குறைக்கிறது. இதனால் தொழிற்சாலை அளவில் கார்பன் வெளியேற்றத்தைக் குறைக்கவும், அரிய மண் சந்தையின் கடும் தட்டுப்பாட்டுப் பகுதிகளைச் சார்ந்திருப்பதைக் குறைக்கவும் முடியும். ஓஹியோவில் இழுவை மோட்டார் காந்தங்களைத் தயாரிக்கும் திட்டம் உட்பட, ஜப்பான், தாய்லாந்து, சீனா மற்றும் அமெரிக்காவில் உற்பத்தியையும் வாடிக்கையாளர் ஆதரவையும் டைடோ எலெக்ட்ரானிக்ஸ் விரிவுபடுத்தி வருகிறது.

புதிய காந்தங்கள் மின்வாகனங்களின் வெப்பச் சுமையைத் தாங்குமா

குடும்பக் கார்களில் உள்ள இழுவை மோட்டார்களின் உள் வெப்பநிலை 150 டிகிரி செல்சியஸைக் கணிசமாகத் தாண்டக்கூடும். செங்குத்தான ஏற்றங்கள் அல்லது மீண்டும் மீண்டும் வேகமெடுக்கும் சூழல்களில், சில பகுதிகளில் வெப்பநிலை இதைவிட அதிகமாகலாம். வெப்பம் காந்தத்தின் வலிமையைக் குறைக்கிறது. உள்ளார்ந்த காந்த நீக்க எதிர்ப்பு போதுமானதாக இல்லாவிட்டால், மீட்டெடுக்க முடியாத இழப்பையும் ஏற்படுத்தக்கூடும். H_cJ-ஐ அதிகரிப்பதால் கனரக அரிய மண் தனிமச் சேர்க்கைகள் வெப்பத்தைத் தாங்க உதவுகின்றன. அதனால்தான் மிகக் கடுமையான பயன்பாடுகளுக்கான காந்தத் தரங்களில் அவை வழக்கமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன.

சின்டர் செய்யும்போது மாசுகளையும் படிக அமைப்பையும் கட்டுப்படுத்தி, டிஸ்ப்ரோசியம் அல்லது டெர்பியம் இல்லாமலேயே போதுமான H_cJ மற்றும் B_r மதிப்புகளை எட்டியுள்ளதாக ப்ரோட்டீரியல் கூறுகிறது. இந்த முன்னேற்றத்தை ஆய்வாளர்கள் வரவேற்கின்றனர்; ஆனால் மூன்றாம் தரப்பினரின் சரிபார்ப்பை எதிர்பார்ப்பார்கள். ஆயிரக்கணக்கான வெப்பச் சுழற்சிகளிலும், முழு வேக மற்றும் சுமை வரம்பிலும், ஈரப்பதம் மற்றும் உப்புத் தெளிப்புக்கு உட்படுத்தப்பட்ட பின்னரும் செயல்திறன் நிலைத்திருக்க வேண்டும். புதிய காந்தங்கள் செயல்திறன் மற்றும் செலவு ஆகிய இரண்டிலும் டிஸ்ப்ரோசியம் கொண்ட சிறந்த தரங்களுக்குச் சமமாகவோ அவற்றை மிஞ்சியோ உள்ளனவா என்றும் ஆரம்பகட்ட தொழில்துறை கருத்துகள் கேள்வி எழுப்புகின்றன.

பொறியாளர்கள் எதைச் சரிபார்ப்பார்கள்

இயக்க வெப்பநிலைகளில் முழுமையான காந்த நீக்க வளைவுகளை வடிவமைப்புக் குழுக்கள் வரைவார்கள். பின்னர், அதிக சுமை ஏற்பட்ட பிறகு மீட்டெடுக்க முடியாத இழப்பு உள்ளதா எனச் சோதிப்பார்கள். ஜெனரேட்டர் மற்றும் இன்வெர்ட்டர் இணைப்புடன் ஒப்பிட்டு முறுக்குவிசையையும் செயல்திறனையும் மதிப்பிடுவார்கள்; காந்தத்தின் தனிப்பட்ட பண்புகளை மட்டும் பார்ப்பதில்லை. இயந்திர உறுதித்தன்மையும் முக்கியம். காந்தத் தரம், வடிவம், பூச்சு, ஒட்டுப்பொருள் மற்றும் ரோட்டர் உறை ஆகிய அனைத்தும் மீண்டும் மீண்டும் ஏற்படும் வெப்ப மற்றும் இயந்திர அழுத்தங்களைத் தாங்க வேண்டும்.

உற்பத்தியின் நிலைத்தன்மையையும் சரிபார்க்க வேண்டும். சோதனை உற்பத்தியில் குறிப்பிட்ட தரநிலையை எட்டும் காந்தத் தரம், பெரிய அளவில் உற்பத்தி செய்யும்போதும் ஒவ்வொரு மாதமும் அதே தரத்தைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும். புள்ளிவிவர அடிப்படையிலான செயல்முறைக் கட்டுப்பாட்டுத் தரவுகள், தயாரிப்புகளைக் கண்டறியும் வசதி மற்றும் விரைவுபடுத்தப்பட்ட ஆயுள் சோதனைகளின் தோல்விப் பகுப்பாய்வுகள் ஆகியவற்றை விநியோகஸ்தர்கள் கோருவார்கள். ஆய்வகச் சோதனைகளுக்கு இந்தச் செயல்முறை பல மாதங்கள் ஆகலாம்; பாகங்கள் முன்மாதிரி வாகனங்களில் பொருத்தப்பட்ட பிறகு ஓராண்டோ அதற்கு மேலோ ஆகலாம்.

உலகளாவிய போட்டியும் மாற்று வழிகளும்

அரிய மண் தனிமங்கள் தொடர்பான கொள்கை, வாகனத் துறைக்கு அழுத்தப் புள்ளியாக மாறியுள்ளது. சுத்திகரிப்பின் பெரும்பகுதியையும் காந்த உற்பத்தியில் சுமார் 90 சதவீதத்தையும் சீனா கட்டுப்படுத்துகிறது. அண்மையில் அனுமதிகள் வழங்குவதில் ஏற்பட்ட மந்தநிலையின்போது, ஐரோப்பிய விநியோகஸ்தர்கள் சிலர் உற்பத்தி வரிசைகளைத் தற்காலிகமாக மூடினர். நம்பகமான காந்த விநியோகம் இல்லாவிட்டால் தொழிற்சாலைகளை நிறுத்த வேண்டிய நிலை ஏற்படலாம் என சில வாகன உற்பத்தியாளர்கள் எச்சரித்தனர். இந்தப் பதற்றம் குறைக்கடத்தி தட்டுப்பாட்டை நினைவூட்டுகிறது; தொழில்நுட்பத்திலும் புவியியல் பரப்பிலும் விநியோகத்தைப் பல்வகைப்படுத்த நிறுவனங்களைத் தூண்டுகிறது.

மாற்று மோட்டார் வடிவமைப்புகளும் இந்த முயற்சியின் ஒரு பகுதியாகும். சுருள் சுற்றிய ரோட்டர் ஒத்திசைவு மோட்டார்கள், தூண்டல் மோட்டார்கள் மற்றும் சுவிட்ச்டு ரிலக்டன்ஸ் மோட்டார்கள் ஆகியவை நிரந்தரக் காந்தங்களைத் தவிர்க்கின்றன. சில வடிவமைப்புகள், வலிமை குறைவாக இருந்தாலும் பரவலாகக் கிடைக்கும் ஃபெரைட் காந்தங்களைப் புதுமையான வடிவமைப்புகளுடன் இணைத்து செயல்திறனை மீட்டெடுக்கின்றன. பல ஐரோப்பிய பிராண்டுகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மாடல்களில் காந்தம் இல்லாத மோட்டார்களை அறிமுகப்படுத்தியுள்ளன. தனது அடுத்த தலைமுறை நிரந்தரக் காந்த மோட்டாரில் அரிய மண் தனிமங்கள் பயன்படுத்தப்படாது என டெஸ்லா கூறியுள்ளது. இதனால் புதிய பொருட்கள் மற்றும் வடிவமைப்புகளைத் தேடும் முயற்சிகள் விரிவடைந்துள்ளன. 2015 முதல் 2022 வரையிலான காலத்தில் மின்சாரக் கார்களில் நிரந்தரக் காந்த மோட்டார்களின் பங்கு முக்கால் பங்குக்கும் அதிகமாக இருந்ததாகவும், அரிய மண் தனிமங்களின் பயன்பாடு குறைந்து மாற்று வழிகள் படிப்படியாக அதிகரித்து வருவதாகவும் சந்தை ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன.

சீனாவுக்கு வெளியேயுள்ள நாடுகள் விநியோக இடைவெளிகளை நிரப்ப வேகமாக முயல்கின்றன. இந்தியாவில், மோட்டார் உற்பத்தியாளர்களும் புத்தாக்க நிறுவனங்களும் ஃபெரைட் காந்தங்கள் மற்றும் ரிலக்டன்ஸ் கொள்கைகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட காந்தம் இல்லாத இழுவை வடிவமைப்புகளுக்கான உரிமங்களைப் பெற்று வருகின்றன. அதேவேளை, உள்நாட்டு மறுசுழற்சி நிறுவனங்கள் மின்னணுக் கழிவுகளிலிருந்து அரிய மண் தனிமங்களை மீட்டெடுக்கும் பணியில் ஈடுபட்டுள்ளன. நோக்கம் தற்காலிகத் தீர்வை உருவாக்குவது மட்டுமல்ல. வேகமாக வளர்ந்து வரும் வாகனத் திட்டங்களுக்கு ஆதரவளிக்கக்கூடிய பிராந்திய விநியோகச் சங்கிலியை உருவாக்குவதே நோக்கம்.

வட அமெரிக்காவில் மறுசுழற்சியும் புதிய செயலாக்க மையங்களும் வேகமடைந்து வருகின்றன. ஒன்டாரியோவைச் சேர்ந்த சைக்ளிக் மெட்டீரியல்ஸ், மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட அரிய மண் தனிமங்களுக்காக ரசாயனக் குழுமமான சால்வேயுடன் கொள்முதல் ஒப்பந்தம் செய்துள்ளது. அமெரிக்கக் கண்டங்களிலும் ஐரோப்பாவிலும் உள்ள வாடிக்கையாளர்களுக்கு விநியோகிக்க, செயலாக்கத் திறனை அதிகரிக்க கனடா முதலீடு செய்து வருகிறது. வர்த்தகப் பதற்றங்கள் சுயாதீன விநியோகத்தை உருவாக்கும் திட்டங்களுக்கு வேகம் சேர்த்துள்ளதாகத் தொழில்துறைத் தலைவர்கள் கூறுகின்றனர். கொள்கை மாற்றம் குறித்து அண்மையில் வெளியிட்ட அறிக்கையில் யூகோரின் தலைமைச் செயல் அதிகாரி பாட் ரயன் அந்த உணர்வைப் பிரதிபலித்தார்.