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Allgemein

Seltene Erden: China sitzt fest im Sattel, trotz Millioneninvestitionen des Pentagon

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Die wichtigsten Produzierenden Minen 2023 - Quelle: ISE AG 

 

China wacht streng über seine dominante Stellung bei Seltenen Erden und der Herstellung von Dauermagneten, die für Klimatologien und das Militär relevant sind.Ein Asienexperte wanrt davor, dass China über versteckte Verpflechtungen Einfluss auf die noch kaum exestierende westliche Industrie ausübt.

Mike Pompeo reiste Ende Juni nach Barcelona. Nicht etwa um die kunstvollen Bauwerke Antoni Gaudís zu bewundern, sondern um den Jahreskongress der Rare Earth Industry Association (REIA) zu eröffnen. Der Ex-CIA-Chef ist Sonderberater von USA Rare Earth (USARE). Davor war er Außenminister unter Donald Trump, der im September 2020 den nationalen Notstand ausrief, weil die „unzumutbare Abhängigkeit der USA bei kritischen Mineralien von ausländischen Gegnern“ – gemeint ist China – eine außerordentliche Bedrohung darstelle.

Trump ist nicht mehr Präsident, aber seine Rohstoffpolitik führt Nachfolger Joe Biden weiter. Von den 35 für die USA kritischen Rohstoffen stechen die Seltenen Erden hervor. Auch für die EU sind Seltene Erden kritisch. Doch warum der ganze Rummel um diese Gruppe von 17 Elementen, die meist nur in kleinsten Mengen in Lautsprechern, Bildschirmen,Gläsern, Legierungen und Festplatten vorkommen? Das Argument lautet, dass mit dem massiven Ausbau von Klimatechnologien die Nachfrage exponentiell steigen wird. Gemeint sind vor allem Dauermagneten, die in Elektroautos und Windkraftanlagen verwendet werden.

Gefährliche Abhängigkeit von China 

China kontrolliert den Markt für die Förderung und Weiterverarbeitung der Seltenen Erden bis hin zur Herstellung von Dauermagneten. Für den Westen wird das zunehmend zum Problem, denn China nutzt seine Marktmacht und drosselt immer wieder Exporte, zuletzt im Frühjahr als Reaktion auf das von den USA, Japan und einigen EU-Staaten beschlossene Exportverbot für Halbleitertechnologien. Nun wird der Export von Gallium und Germanium mit Exportrestriktionen von Seiten Chinas begrenzt. Zu diesem Thema werden wir separat und ausführlich berichten.

Diese Abhängigkeit ist für die USA besonders ärgerlich. Bis in die 1980er Jahre waren die USA Hauptförderland von Seltenen Erden. „Doch China setzte eine aggressive Wirtschaftspolitik ein, um den Weltmarkt mit Seltenen Erden zu überschwemmen und Mitbewerber zu verdrängen.“ heißt es in Trumps Dekret von 2020. Heute importiert die Weltmacht 80 Prozent ihres Bedarfs aus China.

Auch das Know-how für Dauermagneten, stammt ursprünglich aus den USA. Heute muss es mühevoll von China zurückerobert werden. Eine Firma, die daran arbeitet, ist etwa Pompeos USARE, die eine vertikale Produktion von der Mine bis zu fertigen Permanentmagneten in Texas aufbauen will.

Tesla verzichtet auf Seltene Erden

Trotz der Bemühungen in den USA und der EU wieder mehr Kontrolle über die Produktion Seltener Erden und der nachgelagerten Industrie zu bekommen, meiden immer mehr Hersteller Elektromotoren auf Basis von Permanentmagneten. Die Gründe sind extreme Preisschwankungen, die Aussicht auf Knappheit sowie der umweltschädliche Abbau. BMW verzichtet bei seinen Elektromotoren der fünften Generation auf Neodym-Eisen-Bor-Magnete. Nissan und Renault wollen den Anteil der Motoren mit Dauermagneten reduzieren. Und E-Auto-Platzhirsch Tesla verzichtet bei seiner neuen Elektromotoren-Generation ganz auf Seltene Erden.

In der Windbranche ist der Anteil von Anlagen mit Dauermagneten in Deutschland gering. Bei Offshore-Anlagen, deren Ausbau massiv vorangetrieben wird, sind jedoch Modelle mit Dauermagneten aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit auf der Überholspur. Welcher Generatortyp sich in Windkraftanlagen durchsetzen wird, ist offen. Rohstoffsicherheit ist in der Branche jedenfalls ein großes Thema und wohl der Grund dafür, das deutsche Hersteller von Dauermagneten wieder abgerückt sind. Eine Ausnahme ist Marktführer für Onshore-Anlagen Enercon. Die Entwicklungen zeigen jedenfalls, dass Klimatechnologien nicht unbedingt die Nachfragetreiber für Seltene Erden sein müssen.

Weder sauber noch transparent

Die Windbranche und die Elektroautoindustrie werben mit sauberer Energie und Mobilität. Der Abbau Seltener Erden sowie die Herstellung von Permanentmagneten ist meist weder sehr sauber noch transparent. Die Herkunft der in Permanentmagneten verwendeten Seltenerdelemente kann nicht mit Sicherheit zurückverfolgt werden.

Dass China sich das Monopol für Seltene Erden sichern konnte, hängt auch mit dem lange Zeit laxen Umgang von Umweltschutz zusammen. Das hat Chinas Produkte unschlagbar günstig gemacht. Problematisch sind beim Abbau und der Verarbeitung nicht nur die Freisetzung radioaktiver Substanzen wie Thorium und Uran, sondern auch die Abbaumethoden, vor allem für die schweren Seltenen Erden. 

Tausende Giftbecken in Burmas Konfliktzonen

Kleine, runde Becken, gefüllt mit giftigem Wasser, übersäen in Chinas südöstlichen Provinz Jiangxi ganze Landschaften. Es handelt sich um zurückgelassene Laugen, in denen die Seltenerderze mit einem Chemiemix behandelt wurden. Tonnen an Ammoniumsulfaten und Ammoniumchlorid wurden noch bis vor wenigen Jahren direkt in den Boden injiziert, um an die begehrten schweren Seltenen Erden heran zu kommen. Die Rehabilitierung der Natur könnte bis zu 100 Jahre dauern. Die Kosten dafür beziffert die Regierung auf 5,5 Milliarden US-Dollar.

Die chinesische Regierung bemüht sich seit 2016 die Umweltprobleme beim Abbau Seltener Erden in den Griff zu bekommen. Minen wurden geschlossen, die Förderung gedrosselt und härter gegen illegalen Abbau vorgegangen. Doch mit der Schließung seiner Minen hat die globale Nachfrage nicht nachgelassen. Damit Chinas Raffinerien den Weltmarkt weiter beliefern können, beziehen sie den Stoff aus dem benachbarten Myanmar (Burma). Das Land ist in wenigen Jahren zu einem der größten Abbauländer für Seltene Erden avanciert. Milizgruppen, die der Militärdiktatur nahestehen, kontrollieren den Abbau – gemeinsam mit chinesischen Firmen. Die NGO Global Witness hat im März 2022 mit Hilfe von Satellitenbildern 300 verschiedene Standorte mit insgesamt 2.700 Becken für In-situ-Leaching verzeichnet. Die Schäden an der Umwelt und die Folgen für die dort lebenden Menschen sind verheerend.

Pentagon investiert Millionenbeträge

Die USA und die EU haben etwa zeitgleich ihre Rohstoffpolitik oben auf die Staatsagenden gebracht. Doch anders als in der EU, wo die Rohstoffsicherung mit dem Kampf gegen den Klimawandel begründet wird, geht es der US-Regierung vor allem um die nationale Sicherheit. Um den Abbau Seltener Erden und die nachgelagerte Industrie wieder ins Land zu holen, haben die USA bereits über 100 Millionen US-Dollar an öffentlichen Investitionen locker gemacht. Zuständig dafür ist das Pentagon, denn es sind vor allem Kampfjets und Atom-U-Boote, die Seltene Erden in rauen Mengen brauchen. In jedem F-35 Kampfjet stecken 420 Kilogramm, in einem Atom-U-Boot der Virginia-Klasse, von denen Australien letztes Jahr bei den USA fünf Stück bestellt hat, gar über vier Tonnen.

Bereits vor Trumps Weckruf hat das US-Unternehmen MP Materials die Mountain Pass-Mine 2017 übernommen und in Betrieb genommen. Unabhängig von China sind die USA damit aber noch lange nicht: in den ersten drei Quartalen 2022 beruhte MP Materials’ Umsatz nahezu vollständig auf dem Verkauf an das halbstaatliche chinesische Unternehmen Shenghe Resources, das gleichzeitig Minderheitseigentümer des US-Unternehmens ist.

China dominiert Seltene Erden nicht nur verkaufsseitig, sondern eben auch als Abnehmer. Das Besondere an dieser Industrie sei Chinas Präsenz auf jeder Stufe in der Lieferkette, was es anderen Ländern deutlich erschwert, einzusteigen, zitiert das Nachrichtenportal Quartz Andy Mok vom Center for China and Globalization. Das Pentagon bewilligte MP Materials daher 35 Millionen US-Dollar für den Bau einer Separationsanlage für schwere Seltene Erden – trotz chinesischer Beteiligung.

 

Seltene Erden - Anwendungsbereiche von Permamagneten. Quelle: ISE AG

 

Separationsanlagen in Texas

Lynas Rare Earths ist ein weiterer der rar gesäten Produzenten Seltener Erden außerhalb Chinas. Das Unternehmen betreibt im westaustralischen Mount Weld eine Mine und eine Separationsanlage für leichte Seltene Erden in Malaysien. Wegen der radioaktiven Abfälle, die beim Separationsprozess entstehen, droht Malaysien dem Werk die Betriebslizenz zu entziehen. Lynas kann bald auf seine fast fertige Anlage in Australien ausweichen. Außerdem plant Lynas gemeinsam mit der US-Chemiefirma Blue Line in Texas seine erste Separationsanlage für schwere Seltene Erden. Auch hier steht das Pentagon finanziell zur Seite und investierte 120 Millionen US-Dollar. Für eine weitere Separationsanlage für leichte Seltene Erden in Texas bekommt Lynas 30 Millionen US-Dollar.

Die chinesische Regierung wacht indes eifersüchtig über ihr Monopol, das sie sich über Jahrzehnte aufgebaut hat. Westliche Bemühungen, die Kontrolle über Seltene Erden zurückzugewinnen, bleiben nicht unbeantwortet. So versuchte die staatliche China Nonferrous Metal Mining bereits 2009 die Mehrheit an Lynas zu übernehmen. Der Deal scheiterte an australischen Behörden. Heute greifen chinesische Akteure laut US-Verteidigungsministerium auch zu Desinformationskampagnen. So soll die Peking nahestehende Hackergruppe Dragonbridge gegen Lynas Stimmung im Netz gemacht haben.

1992 verlautbarte  Parteigeneralsekretär Deng Xiaoping „Der Nahe Osten hat Öl, China hat Seltene Erden“. Das langfristige Ziel der kommunistischen Partei ist der Sprung vom Rohstofflieferanten zum Technologieführer. Drei Jahre nach Dengs legendärem Satz übernahmen zwei staatliche chinesische Unternehmen mit Hilfe der US-amerikanischen Sextant Group den einzigen US-Hersteller von Permanentmagneten: die General Motors-Tochter Magnaquench. Damit sicherte sich China den Zugang zu wichtigen Patenten. Wenige Jahre später schlossen die neuen Eigentümer von Magnaquench bis 2000 alle US-Standorte, trotz anders lautender Abmachungen. Heute kontrolliert China über 90 Prozent der globalen Permanentmagnetenindustrie. Asienexperte Frank Jüris vom Estonian Foreign Policy Institute verweist auf die engen Verflechtungen der politischen Führung mit der Industrie: einer der Chefs der beiden chinesischen Firmen damals war Deng Xiaopings Schwiegersohn Zhang Hong.

Versteckte Verflechtungen mit China

In Estland steht die zweite nennenswerte Separationsanlage für Seltene Erden außerhalb Chinas. Silmet, ein Erbe aus Sowjetzeiten, gehört heute Neo Performance Materials (Neo). Das kanadische notierte Unternehmen plant eine Erweiterung der Anlage und will künftig auch Permanentmagneten herstellen. Silmet gehörte zuvor Molycorp, das 2008 gegründet wurde, mit dem Ziel die gesamte Lieferkette von der Mine bis zu Permanentmagneten in den USA wieder auf die Beine zu stellen. Molycorp baute die Mountain Pass-Mine wieder auf und kaufte Magnaquench von den Chinesen zurück. Doch Molycorp scheiterte als China den Markt 2015 mit Seltenen Erden schwemmte. Der Preisverfall zwang das US-Unternehmen in den Konkurs. Neo übernahm aus der Konkursmasse Magnaquench und Silmet.

Jüris betont, dass sowohl MP Materials als auch Neo mit China verflechtet sind. Neos australischer Mehrheitseigentümer Tattarang, der wiederum der Fortescue Metals Group gehört, kann auf langjährige enge Geschäftsbeziehungen zu China zurückblicken. Dass Neo als einziges westliches Unternehmen in dem Land Seltene Erden verarbeiten darf, sei ein weiteres Indiz für die engen Verflechtungen mit der Kommunistischen Partei. Magnaquench’ Forschungs- und Entwicklungsabteilung werde außerdem von Chen Zhongmin geleitet. Er sei zuvor bei Firmen tätig gewesen, die dem chinesischen Militär nahestehen. Jüris warnt, dass die chinesische Regierung über diese Verflechtungen theoretisch Einfluss auf die westliche Industrie ausüben kann, wenn dem nicht regulatorisch Einhalt geboten wird. 

Skandinavien bringt von China unabhängige Lieferkette voran 

Anfang des Jahres machte LKAB, Schwedens staatliches Eisenerzunternehmen, Schlagzeilen mit der Bekanntgabe des größten Vorkommen an Seltenen Erden in der EU. Da das Hauptabbauprodukt weiterhin Eisenerz sein wird, „macht es den Abbau Seltener Erden von volatilen Weltmarktpreisen unabhängig“, sagte LKAB-Sonderberater Bo Krogvig in einem Interview mit dem Tagesspiegel Background.

Um die Seltene Erden zu trennen, hat LKAB die Mehrheit von REEtec gekauft. Das norwegische Unternehmen will 2024 seine erste Separationsanlage in Betrieb nehmen. Das Erz dafür soll aus Kanada von Vital Metals kommen. Eine zweite Anlage soll 2026 für LKAB in Betrieb gehen, allerdings rechnet LKAB nicht vor 2030 mit dem Abbau der Seltenen Erden in Kiruna. An REEtech ist über Mercuria auch die US-Regierung beteiligt. Der deutsche Autozulieferer Schaeffler hat laut Reuters eine Liefervereinbarung mit den REEtec unterzeichnet. Es wäre somit die erste, von China gänzlich unabhängige Wertschöpfungskette. Viele Kenner zweifeln jedoch, dass es ohne China gehen wird. Schließlich werden dort weit über 90 Prozent der Permanentmagneten produziert. China bleibt somit vorerst der wichtigste Abnehmer von Seltenerdoxiden.

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Ausfuhrkontrollen auf Gallium- und Germanium: „China will verhandeln“

Chart Germanium metal 2013 bis 2023 

Germanium metal 99,99% delivered Europe - Source: ISE AG

 

Die im Sommer von China verhängten Ausfuhrkontrollen auf die Hochtechnologieelemente Gallium und Germanium versetzten die Wirtschaft in Panik. Dabei wolle China im Technologiekrieg mit diesem Schritt nur Verhandlungsspielraum gewinnen, so ein China-Kenner.

Gerade einmal 430 Tonnen Gallium und rund 225 Tonnen Germanium wurden 2022 weltweit produziert. Dennoch schreckten die von China im August eingeführten Exportkontrollen dieser beiden Schlüsselelemente die globale Wirtschaft auf. Grund für den Aufruhr ist die Verwendung von Gallium und Germanium in Hochtechnologien einerseits und die hohe Konzentration der Produktion in China andererseits. Insbesondere bei Gallium wird Chinas Monopol deutlich: „Von den 430 Tonnen wurden außerhalb Chinas zehn hergestellt. Es ist die größte Dominanz, die es bei einem einzelnen Element auf dem Planeten überhaupt gibt“, sagt Alastair Neill, China-Kenner und Rohstoffexperte am nordamerikanischen Critical Minerals Institute. Somit produziert China mittlerweile knapp 98 Prozent des Primärgalliums weltweit. Bei Germanium ist das Land schätzungsweise für über 80 Prozent der Primärproduktion verantwortlich.

Galliumarsenid wird in hochperformativen Chips und Halbleitern verwendet. Gallium hat außerdem die einzigartige Fähigkeit Elektrizität in Licht umzuwandeln, was es für die Optoelektronik so attraktiv macht. Es geht hier vor allem um die 5G-Technologie sowie ultraschnelle Glasfasernetze. Auch in Smartphones, Solarzellen und Satelliten kommt Gallium zum Einsatz. Obwohl sehr viel teurer als Silikonarsenid, das als Halbleiterwerkstoff am verbreitetsten ist, greifen Hersteller wie TSMC oder Compound Materials aus Sachsen zu Galliumarsenid.

Verhandlungsmasse im Technologiekrieg

Die Ausfuhrkontrollen begründete Pekings Führung mit der nationalen Sicherheit. Michael Harz, Geschäftsführer von Compound Materials, rechnet damit, dass Abnehmer nun Fragen wie Nutzer, Endverbraucher, Endanwendungen und dergleichen beantworten müssen. Er glaube nicht, dass China Interesse an einer Eskalation habe, denn China kaufe verarbeitete Gallium-Produkte auch zurück, sagte er dem MDR.

Neill, der sieben Jahre lang in China tätig war, bestätigt Harz’ Vermutung. „China kann auf diese Weise effektiv kontrollieren, wohin das Gallium geht.“ Er sieht hinter den Ausfuhrkontrollen nüchternes Kalkül und verweist auf das Verbot der USA, Chipfertigungsmaschinen nach China zu verkaufen. Dies bremse den Ausbau der 5G-Netze in China erheblich aus. Mit den Ausfuhrkontrollen auf Gallium und Germanium will sich China im Technologiekrieg mit den USA wohl Verhandlungsmasse verschaffen.

USA: Keine Gallium-Lagerbestände

Die USA erwischen die Ausfuhrkontrollen am falschen Fuss. „Zwar verfügt die US-Regierung über Vorräte beiGermanium, überraschenderweise aber nicht bei Gallium“, so Neill. Anders der Hersteller aus Sachsen: Compound Materials verfügt über Reserven, die für sechs Monate reichen, berichtet der MDR. Gleichzeitig ist der Markt für reines Galliummetall mit schätzungsweise 100 Millionen US-Dollar im Jahr so klein, dass ein Rückgang der Exporte in China wirtschaftlich kaum spürbar sein würde. Aufgrund der kleinen Größe des Marktes sei es für Unternehmen schwierig in neue Abbauvorhaben zu investieren.

Laut der Deutschen Rohstoffagentur (Dera) wird Germanium vorwiegend bei der Verhüttung von Zink- und Kupfersulfiderzen sowie aus Kohlen gewonnen. Gallium ist ein Beiprodukt der Aluminium- oder Zinkherstellung, wobei die Gewinnung aus Bauxit mit einem Anteil von 90 Prozent wirtschaftlich am bedeutendsten ist. Laut Statista war China 2022 nach Australien zweitgrößter Bauxitförderer der Welt und kann somit seinen Eigenverbrauch abdecken. Zu den Top-3-Produzenten gehört zudem auch Guinea, das auf den weltgrößten Bauxitvorkommen sitzt.

 

Gallium Metal 99,99% FOB China - Source: ISE AG

 

Wiederaufnahme der Galliumproduktion in Deutschland

Zu den fünf größten Importländern zählen neben den USA Indien, Japan, Südkorea und Taiwan. Laut Dera importierte Deutschland in den Jahren 2020 bis 2022 zwischen 40 und 60 Tonnen Gallium jährlich, wovon 50bis 60 Prozent aus China stammten. Der Rest kam hauptsächlich aus der Slowakei. Die bereits in den 1970er Jahren gegründete Firma CMK stellt in dem kleinen Ort Žarnovica Gallium und Galliumarsenid in eigens entwickelten Recyclingverfahren her.

Bis 2015 zählte die in Deutschland ansässige Firma Ingal Stade GmbH zum größten Galliumproduzenten außerhalb Chinas. Der Betrieb befand sich auf dem Gelände der Aluminium Oxid Stade GmbH (AOS Stade). Wegen eines Preisverfalls stellte Ingal Stade seinen Produktion 2016 ein und löste sich kurz darauf auf. Anfang 2021, als die Preise für Gallium wieder gestiegen sind, kündigte AOS Stade an, neben seiner Aluminiumproduktion, die Galliumherstellung bis Ende 2021 wiederaufzunehmen. Dies ist jedoch bis heute nicht geschehen und die Firma gab auch auf Anfrage des Instituts für Seltene Erden keinen Kommentar zum aktuellen Stand ab.

Bauxit von Conakry nach Stade

2022 berichtete das Neue Stader Wochenblatt, dass AOS Stade beim Gewerbeaufsichtsamt Lüneburg eine Aufstockung der Erdwälle seiner Rotschlammdeponie von 16,5 auf 30 Meter beantragt hat. Derzeit wäre nur eine maximale Höhe von 21 Metern erlaubt. Die Deponie befindet sich etwa vier Kilometer westlich von der Elbe, wo AOS Stade sein Betriebsgelände samt Hafen hat. Das Bauxit bezieht das Unternehmen aus Guinea, wo 2021 ein Militärputsch stattfand. Seitdem führen Militärs das Land und der abgesetzte Präsident Alpha Condé steht unter Hausarrest. AOS Stades Konzernmutter ist Dadco, ein Aluminiumkonzern der dem britisch-kanadischen Geschäftsmann Victor Dadaleh gehört und dessen Unternehmenszentrale auf den Kanalinseln registriert ist. Dadco ist über den Aluminiumkonzern Halco, an dem es zehn Prozent der Anteile hält, an der Compagnie des Bauxites de Guinee (CBG), einem der beiden größten Bauxitförderern in Guinea, beteiligt.

Auch wenn in Kanada, den USA, Belgien sowie auch Russland Gallium und Germanium gewonnen werden, so kann laut Dera der Bedarf weder kurz- noch mittelfristig von diesen Ländern aufgefangen werden. Bislang plane China Exportkontrollen, aber kein Exportverbot, betont Dera-Expertin Maren Liedtke, die vor Panik warnt.

Gleichzeitig verfüge der Westen nicht über die Fähigkeit wie China, Bauxit aus verschiedenen Quellen an einen zentralen Ort zur Aufbereitung zu bringen, um so eine Massenproduktion für Gallium zu ermöglichen. „So eine Art der Zusammenarbeit bekommen wir hier im Westen, wo jede Firma für sich allein kämpft, nicht so gut hin“, so Neill.

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ISE AG eröffnet offenes Zolllager in Zürich / Embrach

 

Zoll Lager Embrach

Luzern, 26.06.2024 - es freut uns ganz besonders Ihnen bekannt geben zu dürfen, dass wir ab dem heutigen Tage ein eigenes offenes Zolllager in Embrach bei Zürich führen. In Sammellagern, Einzellagern und Hochsicherheitstresoren und -Räumen kann alles an Metallen und Edelmetallen gelagert werden was nicht giftig, brennbar oder explosiv ist. Wir verfügen über Lagermöglichkeiten sowohl im Bereich der geschlossenen Freilager als auch im Bereich der offenen Freilager. Bei den geschlossenen Freilagern wird der Waren- und Personeneinlass und -Auslass durch den Schweizer Zoll festgehalten und geregelt. Bei einem offenen Freilager berichtet der Lagerhalter dem Zoll über alle Ein- und Ausgänge der Waren. Die geschlossenen Freilagerflächen sind GRASP zertifiziert. Mit nur 8Km Distanz zum Flughafen Zürich Kloten sind unsere Lagerflächen sehr Verkehrsgünstig gelegen. Einen Transport von Kloten nach Embrach übernehmen wir für sie gerne kostenlos als Service. Safekeeping Receipts werden direkt vom ISE AG ausgestellt und beinhalten so eine Referenz auf Ihre vom ISE AG erstellte Dokumentationen. Ihre Dokumentation ist somit in sich rund und schlüssig. Unsere Lagerräume sind zugänglich von Montag bis Donnerstags 8:00 Uhr bis 17:00 Uhr.

Als weiteren Service sind wir nun auch in der Lage uns um Ihre Logistik zu kümmern. Egal wo Ihre Ware auf der Welt abgeholt werden soll, egal wohin Ihre Ware gebracht werden soll, wir sind der richtige Ansprechpartner für Ihre anspruchsvolle Metalllogistik. Wir verladen, Im- und Exportieren, verzollen und lagern ein.  So können wir Ihre Ware auch bei Ihnen abholen, in unser Lager bringen , eine Inspektion und Sample taking durchführen und ihnen die Ware wieder zurück bringen. Am Ende erhalten Sie eine verlässlich anerkannte Dokumentation und haben Ihre Ware dennoch in Ihrer Nähe.

In unseren eigenen Produktionshallen direkt bei unserem Lager sind wir in der Lage Ihre metallischen Pulver aufzubereiten. Alle Metallpulver haben eine Gemeinsamkeit, sie fangen nach einer spezifischen Zeit an zu oxidieren und verklumpen dadurch. Die Pulver verlieren dadurch Ihre Eigenschaft und somit auch Ihren Preis. Alle metallischen Pulver sollten alle 10 Jahre aufbereitet werden, wenn diese in verschliessbaren Behältern unter Argon lagern. Pulver in verschweißten Glasampullen halten mehrere Jahrzehnt. Gerne beraten wir sie, wie wir Ihre Ware für sie wieder aufbereiten können um sie weitere 10 Jahre sorgenfrei lagern zu können.

Das Institut für seltene Erden und Metalle AG in der Schweiz ist Ihr zuverlässiger Partner für Ihren Metalltransport, -Lagerung, -Analyse, -Bewertung und -Aufbereitung, damit die Wertbeständigkeit auch über Jahrzehnte erhalten bleibt.

Ihr Kontakt zum ISE AG: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein. oder +41 41 5 11 11 20

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Stealth Technology durch Bariumhexaferrit und ultrafeines Kupferpulver im Lack

Es wird bereits seit 2008 intensiv mit den verschiedensten Additiven in verschiedensten Kombinationen geforscht, um Lacke zu entwickeln, die ihren metallischen Träger ein radarabsorbierendes Tarnkleid verpassen. Im Jahr 2022 wurde ein sehr interessanter Test mit Bariumhexaferrit und ultrafeinem Kupferpulver in Kombination publiziert, der Radarstrahlen um ein Drittel absorbierte. Im Jahr 2023 wurde plötzlich viermal so viel ultrafeines Kupferpulver verkauft wie im Jahr zuvor.

Die Technik

Polymerverbundwerkstoffe haben aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer einfachen Verarbeitung sowie ihrer außergewöhnlichen Kombination von Eigenschaften Einzug in alle Bereiche unseres Lebens gehalten. So sehr, dass diese Materialien in der Raumfahrt, der Luftfahrt und sogar in der Verteidigungsindustrie zu finden sind. In diesem Zusammenhang wurde der Einsatz von Polymerverbundwerkstoffen für Radarabsorptionsanwendungen diskutiert. Radar ist ein System zur Erkennung von Objekten, das elektromagnetische Wellen nutzt, um Informationen wie Entfernung, Höhe, Richtung oder Geschwindigkeit von Objekten zu ermitteln. Dieses System kann sowohl bewegliche Objekte wie Flugzeuge, Schiffe und Kraftfahrzeuge als auch stationäre Objekte wie Land erkennen. Auch Informationen über Wetterformationen können mit Hilfe von Radar gewonnen werden. Diese Technologie, die die Luft- und Seekriegsführung revolutioniert hat, ist eine der wichtigsten technologischen Entwicklungen aus dem Zweiten Weltkrieg. Tatsächlich wurde der Begriff RADAR 1940 von der US-Marine als Abkürzung für RAdio, Detection, And Ranging geprägt. Später gewann es nicht nur für militärische und polizeiliche Anwendungen an Bedeutung, sondern auch für Flugmanöver und -erfassung, meteorologische Datenerfassung.

Wenn man sich das Funktionsprinzip des Radars anschaut, scheint es recht einfach zu sein: Ein Signal wird ausgesendet, es prallt an einem Objekt ab, und dieses zurückgeworfene Signal wird dann von einer Art Empfänger aufgenommen. Dies beruht auf demselben Prinzip wie das Echo des Schalls an einer Wand. Allerdings wird im Radarsystem nicht der Schall als Signal verwendet, sondern Mikrowellen werden verwendet. Die Stärke der Reflexion und Brechung dieser Wellen hängt von den Eigenschaften und der Oberfläche des Materials ab, von dem das Signal gesendet wird. Trifft das Radarsignal auf eine vollkommen ebene Oberfläche, wird das Signal in eine Richtung reflektiert. Trifft es auf eine unebene Oberfläche, wird es in mehrere Richtungen reflektiert, wobei nur ein sehr kleiner Teil des ursprünglichen Signals zum Empfänger zurückgesendet wird. Eine andere Möglichkeit zur Reduzierung des reflektierten Signals besteht darin, dass das Signal von dem Material, das es durchquert, absorbiert wird. Die radarabsorbierenden Materialien, die wir kennen, verfügen über einen Mechanismus, der die eintreffenden Radarsignale im Inneren einfängt und verhindert, dass sie reflektiert werden. Die ältesten Formen dieser Materialien wurden von den Deutschen während des Zweiten Weltkriegs verwendet.

Bariumhexaferrit- und ultrafeines Kupferpulver wurden für die Herstellung von radarabsorbierenden Verbundbeschichtungen verwendet. Bariumhexaferrit-Pulver wurden nach der Sol-Gel-Methode synthetisiert, und als Ausgangsstoff für den Syntheseprozess verwendet. Nach dem Syntheseprozess wurden Mischungen hergestellt, indem Bariumhexaferrit- und ultrafeines Kupferpulver in unterschiedlichen Mengen zu einem Polyurethanharz gegeben wurden (um die Konzentrationsabhängigkeit zu bestimmen). Durch Auftragen dieser Mischungen auf die Oberflächen von Glas- und Metallsubstraten wurden Beschichtungen mit einer Dicke von 3 mm erhalten. Anschließend wurden sie bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet.

Betrachtet man die Morphologie von Bariumhexaferrit, so sieht man, dass es glattkantige, plattierte Partikel hat und die durchschnittliche Partikelgröße etwa 5 μm beträgt. Bei Kupfer handelt es sich um relativ große, Partikel im Größenbereich von 7-10 μm.

Der Radarabsorptionswert der Probe, die 5 % Bariumhexaferrit und 10% Kupferpulver enthält, absorbierte maximal 11,38 %, während der Absorptionswert der Probe mit mehr Kupfer anstieg und 12 % überstieg. Ein maximaler Wert kann theoretisch bei über 80% Absorption liegen.

Was den Mechanismus von Kupfer angeht, so absorbiert Kupfer keine elektromagnetischen Wellen. Der Mechanismus der Radarabsorption in Kupfer unterscheidet sich geringfügig von dem in Bariumhexaferrit. Wenn die elektromagnetische Welle auf die Kupferoberfläche trifft, treibt das elektrische Feld die Ladungsträger (Elektronen) zur Erzeugung eines Wechselstroms an. Wenn die elektromagnetischen Wellen auf die Kupferoberfläche treffen, schwingen die freien Elektronen mit dem sich ändernden elektrischen und magnetischen Feld und erzeugen so einen elektrischen Strom. Der erzeugte Wechselstrom erzeugt in und um den Leiter ein magnetisches Wechselfeld. In diesem Fall entsteht eine elektromagnetische Gegenkraft, die die Ladungsträger dazu zwingt, auf der Leiteroberfläche zu bleiben. Das bedeutet, dass ihre elektromagnetischen Wellen von den Elektronen im Metall absorbiert werden oder sich in dieselbe Richtung zurück ausbreiten. Gleichzeitig geht ein Teil der elektromagnetischen Energie als Wärme verloren.

Die Untersuchung dieser Ergebnisse zeigt, dass die mit Bariumferrit- und Kupferpulver verstärkten Beschichtungen höhere magnetische Sättigungswerte aufweisen als die Einzelschichten. Mit zunehmender Menge an Bariumhexaferrit und Kupfer nimmt der Radarabsorptionswert zu. Die Hinzufügung von Bariumhexaferrit und Kupfer führte also zu einer guten Synergie in Bezug auf die Erhöhung der Absorptionsleistung. Diese Synergie ist darauf zurückzuführen, dass die Zusatzstoffe mit ihren magnetischen und elektrischen Eigenschaften separat zum Verbundstoff beitragen. So wurde der Mechanismus jedes Zusatzstoffes aktiviert und die Radarabsorptionsleistung auf unterschiedliche Weise erhöht.

Der Markt von Kupferpulvern

Kupferpulver wird vermehrt in Russland, Kanada und in Chile hergestellt. In Kanada und Chile wird meist biologisches nahezu rundes Pulver hergestellt, welches auch in Pharmalogischen Anwendungen zu Hause ist. In Russland wird fast ausschliesslich Kupferpulver für technologische Anwendungen gefertigt.

Mit dem (warmen) Krieg, den Russland 2022 gegen die Ukraine angefangen hat, hat sich der Markt in vielen Bereichen des globalen Handels verändert. Westliche Banken nehmen nur sehr vereinzelnd Überweisungen an, die aus dem Verkauf von russischen Waren stammen. So haben sich tausende von russischen Firmen neu strukturiert und ihre Firma in Russland abgebaut und in Nachbarländern wieder aufgebaut, sind einfach mit ihren Maschinen umgezogen oder haben gar einen Neuanfang im Ausland gestartet. Im Resultat sehen wir heute Kupferpulverproduzenten entlang der russischen Grenze von Estland bis Kasachstan.

Da die meisten Produzenten von ultrafeinen metallischen Pulvern Kunden von uns sind, sind wir recht gut in der Lage den Markt für ultrafeines Kupferpulver zu beobachten. Wir haben vermehrt grosse Mengen im Verkauf gesehen. So haben wir im Jahr 2018 den globalen Handel noch mit rund 20 Tonnen eingeschätzt. Im Jahr 2023 haben allein wir über 60 Tonnen den Besitzer wechseln sehen. So dass von einem derzeitigen jährlichen Handelsvolumen von rund 100 Tonnen ausgegangen werden darf.

Da der Bedarf in den anderen Anwendungsbereichen von Kupferpulver nicht derart in den letzten fünf Jahren gestiegen ist, gehen wir von einem neuen Player aus, - dem Militär. Die bekannten Anwendungsgebiete von Kupferpulver sind: Elektronik, Halbleiter, Antibakterielle Beschichtungen, 3D-Druck, Pharmalogie, Lackhersteller. Für das Militär wären die Anwendungsmöglichkeiten schier grenzenlos. Vom Satelliten bis zum Truppentransporter könnte alles für moderne Radargeräte unsichtbar sein. Dieser taktische Vorteil könnte dem Militärs dieser Welt mehrere Milliarden USD wert sein. Wir werden den Markt weiterhin beobachten und wieder berichten.

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