Ímã para motores de veículos elétricos permanece forte até 200 graus

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/01/2008

A nova liga magnética permitirá a construção de motores elétricos mais eficientes.
[Imagem: Ames Lab.]

Engenheiros dos Laboratórios Ames, nos Estados Unidos, desenvolveram uma nova liga magnética permanente que mantém sua força magnética até 200º C. A nova liga permitirá a construção de motores elétricos mais eficientes e poderá ser crucial para a adoção em larga escala dos veículos elétricos, que exigem motores potentes e de alta durabilidade.

Motores para veículos elétricos

"É importante que esses motores sejam produzidos de forma economicamente viável com um envelope operacional que se ajuste à forma como eles serão utilizados. As empresas automobilísticas [...] estabeleceram uma série de parâmetros que elas gostariam que os motores elétricos atendessem," explica o engenheiro metalurgista Iver Anderson.

Tanto os veículos inteiramente elétricos, quanto os veículos híbridos e até os mais futuristas movidos por células a combustível a hidrogênio, precisam de motores elétricos. Há um esforço mundial em busca de alternativas para os automóveis que os tornem menos dependentes ou até mesmo independentes do petróleo.

Ímãs resistentes ao calor

A indústria já consegue fabricar ímãs permanentes de altíssimo desempenho, como é o caso das ligas de neodímio-ferro-boro. O problema é que esses ímãs perdem a maior parte da sua força magnética ao menor sinal de aumento da temperatura. Os ímãs de Nd²Fe¹⁴B, por exemplo, perdem mais da metade da sua força entre 100 e 125º C.

A solução foi encontrada no próprio grupo da terras-raras da tabela periódica. "Nós usamos uma combinação de neodímio, ítrio e disprósio porque todos eles formam estruturas cristalinas 2-14-1," explica Anderson. O ítrio e disprósio alteram o comportamento da liga, baixando seu coeficiente térmico. O resultado é um magneto permanente que mantém a maior parte de sua força magnética até 200º C.

Fabricação de motores elétricos

A seguir os engenheiros desenvolveram uma técnica para a fabricação do novo magneto que atende às necessidades da indústria para a fabricação de motores elétricos em grande escala. "Atualmente, cada magneto de um motor elétrico é colado manualmente. Isto é adequado para pequenos lotes de 50.000 automóveis, mas tente fazer isto para os milhões de carros movidos por motores elétricos que os consumidores irão querer comprar nos próximos 10 anos..." explica Anderson.

A técnica utiliza a atomização por gás, na qual jatos supersônicos de gás são dirigidos contra o metal líquido, fazendo-o formar minúsculas gotas e se solidificar. O resultado é um pó magnético extremamente fino e que pode ser utilizado para a fabricação por meio de extrusão, a injeção do pó em moldes, a mesma técnica utilizada na fabricação de utensílios plásticos.

Para baratear ainda mais o processo, os pesquisadores conseguiram substituir o gás hélio pelo argônio no processo de atomização gasosa.

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