On the use of HDDR powder from Nd­-Fe­-B End­-of­-Life magnets as raw material for laser powder bed fusion

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Fertig, Bruno Lessmann
Orientador(a): Wendhausen, Paulo Antonio Pereira
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/261496
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2024.
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Métodos envolvendo hidrogênio, como a Decrepitação por Hidrogênio (HD), têm sido estudados para a reciclagem desses ímãs, transformando-os em pó para posterior reutilização. Embora estudos anteriores tenham explorado o reprocessamento deste pó em novos ímãs sinterizados, este método pode apresentar certas desvantagens em relação à qualidade final dos ímãs. O uso de pó reciclado como matéria-prima para a Manufatura Aditiva (MA) para produzir ímãs compósitos não foi extensivamente considerado. A Fusão em Leito de Pó a Laser (FLPL) fornece métodos de produção sustentáveis com mínimo desperdício durante o processamento. No entanto, preparar material reciclado para FLPL apresenta desafios devido às suas baixas propriedades magnéticas após o processamento HD. Portanto, é necessário um desenvolvimento adicional do pó reciclado para otimizar suas propriedades magnéticas. Este estudo explora o uso do processamento por hidrogênio para preparar pós reciclados adequados para FLPL. Este processo inclui HD para transformar o ímã em fim de vida em pó, e Hidrogenação, Desproporção, Dessorção e Recombinação (HDDR) para aumentar os valores de coercividade e remanência, tornando-o assim uma matéria-prima adequada para FLPL. Apesar da pesquisa existente sobre esses processos, seus papéis específicos na preparação de matéria-prima reciclada para FLPL não foram completamente descritos. Além disso, este estudo explora as características do pó HDDR reciclado para a produção de ímãs compósitos via MA. Pó HDDR reciclado com valores de coercividade de até 850 kA/m foi produzido com sucesso e utilizado na composição da carga de impressão para FLPL. A microestrutura e as propriedades magnéticas dos ímãs compósitos impressos foram analisadas e comparadas com trabalhos anteriores na literatura. As descobertas deste estudo têm implicações para a produção de ímãs compósitos de Nd-Fe-B reciclados usando FLPL. A utilização de pós de terras raras processados por HDDR como matéria-prima para MA tem o potencial de reduzir a dependência de componentes de terras raras caros e fornecer uma abordagem mais ecologicamente correta para a produção de ímãs de alto desempenho.Abstract: The recycling of Nd-Fe-B magnets has garnered increasing attention due to the substantial volume of End-of-Life magnets, particularly from electric motors and wind generators. These magnets are highly valued for their rare earth element content, which is in significant demand for various technological applications. Recycling Nd-Fe-B magnets is a vital strategy for addressing resource scarcity and environmental sustainability challenges. Hydrogen-based methods, such as Hydrogen Decrepitation (HD), have been investigated for recycling these magnets by transforming them into powder suitable for reuse. Previous studies have examined reprocessing this powder into new, fully dense magnets. However, this approach can present certain drawbacks concerning the quality of the final magnets. The use of recycled powder as raw material for Additive Manufacturing (AM) to produce bonded magnets has not been extensively explored. Laser Powder Bed Fusion (LPBF) offers sustainable production methods with minimal waste during processing. Nonetheless, preparing recycled raw material for LPBF presents challenges due to its diminished magnetic properties following HD processing. Therefore, further development of the recycled powder is necessary to optimize its magnetic properties. This study investigates the use of hydrogen processing to prepare suitable recycled powders for LPBF. The process includes HD to transform the bulk End-of-Life magnet into powder, followed by Hydrogenation, Disproportionation, Desorption, Recombination (HDDR) to enhance coercivity and remanence values, thereby making it a suitable raw material for LPBF. Despite existing research on these processes, their specific roles in preparing recycled raw material for LPBF have not been thoroughly described. Additionally, this study examines the characteristics of recycled HDDR powder for producing bonded magnets through AM. Recycled HDDR powder with coercivity values up to 850 kA/m was successfully produced and incorporated into the feedstock composition for LPBF. The microstructure and magnetic properties of the printed bonded magnets are analyzed and compared with previous works in the literature. The findings of this study have significant implications for the production of recycled Nd-Fe-B bonded magnets using LPBF. Utilizing HDDR-processed rare earth powders as feedstock has the potential to reduce dependency on costly rare earth components and provide a more environmentally friendly approach to producing high-performance magnets.113 p.| il., gráfs.engCiência dos materiaisEngenharia de materiaisÍmãsMetais de terras-rarasMateriais ferromagnéticosOn the use of HDDR powder from Nd­-Fe­-B End­-of­-Life magnets as raw material for laser powder bed fusioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALPCEM0654-D.pdfPCEM0654-D.pdfapplication/pdf3422784https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/261496/-1/PCEM0654-D.pdf87c6a65bdfdab92e334468e14f233085MD5-1123456789/2614962024-12-11 20:28:44.48oai:repositorio.ufsc.br:123456789/261496Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestsandra.sobrera@ufsc.bropendoar:23732024-12-11T23:28:44Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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