برای دهه ها، زنجیره تأمین جهانی آهنربا به شدت در آسیا، به ویژه در چین، متمرکز بوده است که بیش از ۸۰٪ پالایش عناصر خاکی کمیاب و بیش از ۹۰٪ تولید آهنربای دائمی را به خود اختصاص داده است. این تمرکز که زمانی به عنوان یک مزیت اقتصادی تلقی می شد، اکنون به یک آسیب پذیری ژئوپلیتیکی تبدیل شده است.
در پاسخ، کشورهای غربی در حال سرمایه گذاری های بی سابقه ای برای بازسازی قابلیت های داخلی هستند - ایجاد یک زنجیره تأمین کاملاً یکپارچه از معدن تا آهنربا. برای تولیدکنندگان فناوری و متخصصان مغناطیسی مانند مگنت استک، این گذار صنعتی هم فرصت های استراتژیک و هم چالش های عملیاتی را به همراه دارد.
رهبری چین در زمینه عناصر خاکی کمیاب بر پایه دهه ها سرمایه گذاری در پالایش، فرآوری متالورژی و ساخت آهنرباهای پایین دستی بنا شده است. طبق گزارش سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) ، چین حدود ۷۰ درصد از عناصر خاکی کمیاب استخراج شده و بیش از ۹۰ درصد از اکسیدهای خاکی کمیاب فرآوری شده را در سال ۲۰۲۴ تأمین کرده است. فراتر از حجم، مزیت زنجیره تأمین چین در اکوسیستم حلقه بسته آن نهفته است - از استخراج و جداسازی گرفته تا پخت، پوشش دهی و مونتاژ آهنربا. این امر قیمت های جهانی را پایین نگه داشته است، اما همچنین وابستگی برای صنایع غربی، به ویژه تولیدکنندگان خودروهای برقی و انرژی های تجدیدپذیر ایجاد کرده است.
در سال های ۲۰۲۳-۲۰۲۴، مجموعه ای از محدودیت های صادراتی چین بر گالیوم، ژرمانیوم و برخی از عناصر خاکی کمیاب، نگرانی های جهانی را برانگیخت. این اقدامات، همراه با افزایش تنش های ژئوپلیتیکی، ایالات متحده، اتحادیه اروپا و کشورهای متحد را بر آن داشت تا زنجیره های تأمین خود را فوراً متنوع کنند.
همانطور که آژانس بین المللی انرژی (IEA) اشاره می کند، تقاضا برای عناصر خاکی کمیاب می تواند تا سال ۲۰۳۵ سه برابر شود - که عمدتاً ناشی از انرژی پاک و برق رسانی است.
دولت ایالات متحده، عناصر خاکی کمیاب را به عنوان مواد معدنی حیاتی و ضروری برای امنیت ملی طبقه بندی کرده است. واشنگتن از طریق بودجه تحت قانون تولید دفاعی و قانون کاهش تورم (IRA) ، مشارکت های دولتی-خصوصی را برای بازسازی صنعت آهنربای داخلی تسریع کرده است.
ابتکارات کلیدی عبارتند از: شرکت MP Materials فعالیت های خود در مانتین پس(واقع در نوادا) را به یک خط تولید یکپارچه تبدیل عناصر نادر خاکی به آهنربا در تگزاس گسترش می دهد.
کمیسیون اروپا قانون مواد اولیه حیاتی (CRMA) را در سال ۲۰۲۴ آغاز کرد و اهداف بلندپروازانه ای را تعیین کرد: تا سال ۲۰۳۰، حداقل ۴۰ درصد از فرآوری عناصر خاکی کمیاب و ۱۵ درصد از مصرف سالانه باید از منابع اتحادیه اروپا تأمین شود.
پروژه های برجسته اروپایی عبارتند از:
ژاپن همچنان از طریق توافق نامه های بلندمدت با شرکت Lynas Rare Earths استرالیا و شرکت Sojitz ، استقلال خود در زمینه عناصر نادر خاکی را تقویت می کند.
کره جنوبی از تحقیق و توسعه محلی آهنربا حمایت می کند. هند، با رشد بخش های خودروهای برقی و دفاعی، قصد دارد تا سال 2026 تحت طرح «ساخت هند» به یک تولیدکننده منطقه ای آهنربا تبدیل شود.
برای شرکت هایی که در زمینه قطعات مغناطیسی سفارشی تخصص دارند، این تغییرات ژئوپلیتیکی مزایای متمایزی را ارائه می دهند:
تامین کننده ها می تواند با زنجیره های تأمین غیرچینی هماهنگ شوند و مواد را از پروژه های نوظهور غربی و استرالیایی تهیه کند. این امر قابلیت ردیابی را که برای مشتریانی که به دنبال انطباق با استانداردهای IRA ایالات متحده یا قرارداد سبز اتحادیه اروپا هستند، بسیار مهم است، افزایش می دهد.
برنامه های جدید دولتی در ایالات متحده و اتحادیه اروپا، بودجه ای را برای مشارکت های تحقیقاتی فرامرزی در زمینه آهنرباهای دما بالا، بازیافت و مواد هیبریدی فراهم می کنند.
با تبدیل شدن پایداری به اولویت تدارکات، تأمین کنندگان آهنربا که مواد قابل بازیافت و سازگار با RoHS را ارائه می دهند، از مزیت رقابتی برخوردار می شوند.
علیرغم شتاب سیاسی، موانع متعددی می تواند روند گذار غرب را کُند کند:
تولید آهنربا در غرب به دلیل هزینه های بالاتر نیروی کار و رعایت اصول زیست محیطی، همچنان 30 تا 50 درصد گران تر است. بدون مشوق های هماهنگ، تولیدکنندگان داخلی برای رقابت با زنجیره های تأمین مستقر آسیایی با مشکل مواجه می شوند.
بخش عمده ای از تخصص فنی در زمینه پالایش عناصر نادر خاکی و تف جوشی مغناطیسی، دهه ها پیش به شرق منتقل شد. بازسازی این پایگاه دانش نیازمند سرمایه گذاری قابل توجه در آموزش و زیرساخت های تحقیق و توسعه است .
اخذ مجوزهای زیست محیطی برای معادن و کارخانه های فرآوری جدید در ایالات متحده و اتحادیه اروپا می تواند ۵ تا ۱۰ سال طول بکشد و در مقایسه با پروژه های آسیایی که سرعت پیشرفت بیشتری دارند، پیشرفت را به تأخیر می اندازد.
برای تضمین سودآوری اقتصادی، تولیدکنندگان آهنربای غربی بر نوآوری تمرکز می کنند:
پلتفرم معدن شهری (EU) و ابتکارات ایالات متحده مانند RE-Mag در حال بررسی بازیافت آهنربا به آهنربا از طریق هیدرومتالورژی و متالورژی پودر هستند. عناصر Nd،Pr و Dy بازیابی شده در نهایت می توانند تا 25٪ از تقاضای آینده را تشکیل دهند .
تحقیق در مورد ترکیبات عاری از Dy یا ترکیبات خاکی کمیاب با وزن کم، با هدف کاهش وابستگی به مواد پرهزینه انجام می شود. نفوذ مرز دانه و نانوساختارهای هسته-پوسته از جمله امیدوارکننده ترین استراتژی ها هستند.
کنترل کیفیت مبتنی بر هوش مصنوعی، تعمیر و نگهداری پیش بینانه و مونتاژ رباتیک، خطوط تولید آهنربا را متحول می کنند.
اگرچه «جداسازی» همچنان یک اصطلاح سیاسی رایج است، اما واقعیت ممکن است ظریف تر باشد. یک زنجیره تأمین چندقطبی در حال ظهور است، جایی که غرب ضمن همکاری با شرکای آسیایی مورد اعتماد، ظرفیت داخلی را تقویت می کند.
این تعادل به این معنی است:
هنوز دیدگاهی ثبت نشده است.
آهنرباهای عناصر خاکی کمیاب - به ویژه انواع نئودیمیوم-آهن-بور (NdFeB) - برای فناوری هایی که تمدن مدرن را تعریف می کنند، ضروری هستند. از وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) و توربین های بادی گرفته تا تلفن های هوشمند، تصویربرداری پزشکی و سیستم های دفاعی، این آهنرباهای با کارایی بالا، انرژی الکتریکی را با راندمان بی نظیری به حرکت تبدیل می کنند.
اگر دو آهنربای قوی (خصوصاً نئودیمیوم) به هم چسبیدهاند، با روشهای امن مثل «سُر دادن جانبی» و «استفاده از فاصلهدهنده غیرمغناطیسی» میتوانید بدون آسیب و خطر آنها را جدا کنید.
کاهش قدرت آهنربا چگونه رخ میدهد؟ نقش دما (دمای کوری)، سایش و شکستگی، خوردگی، میدان مغناطیسی مخالف و زمان را بررسی میکنیم و راههای پیشگیری را میگوییم.
برش آهنربای فریت به دلیل شکنندگی و حساسیت بالا معمولاً توصیه نمیشود، زیرا میتواند باعث کاهش یا از بین رفتن خاصیت مغناطیسی شود. در صورت ضرورت، تنها با ابزارهای تخصصی و رعایت نکات ایمنی میتوان این کار را انجام داد. در بیشتر موارد، بهترین راهکار انتخاب و خرید آهنربا با ابعاد مناسب از ابتدا است.
فلزات خاکی کمیاب (Rare Earth Elements یا REEs) گروهی از ۱۷ عنصر شیمیایی (مانند نئودیمیوم، پرازئودیمیوم، دیسپروزیوم، سریم و لانتانیم) هستند که علیرغم نامشان، در پوسته زمین نسبتاً فراواناند، اما استخراج و فرآوری آنها دشوار و پرهزینه است. این عناصر نقش کلیدی در فناوریهای مدرن دارند و تقاضا برای آنها در سالهای اخیر به شدت افزایش یافته است.
