Вчені з Національного інституту матеріалів нещодавно оголосили про розробку нових рідкоземельних сплавів із перехідними металами, які можуть стабільно працювати при температурах вище 500 градусів, зберігаючи сильні магнітні властивості. Ці нові сплави вирішують давню проблему для таких застосувань, як магнітне охолодження, магнітні системи охолодження та магнітне запалювання викопного палива за високих температур.
Звичайні магніти на основі сплавів NdFeB і SmCo демонструють знижені магнітні властивості вище 300 градусів через знижену анізотропію та прискорену дифузію рідкоземельних елементів. Щоб вирішити цю проблему, вчені сплавили рідкоземельні елементи з великою кількістю перехідних металів, таких як залізо та кобальт, і оптимізували склад і контроль мікроструктури сплавів. Вони виявили, що збільшення кількості металоїдів, таких як Si та Al, і зменшення розміру зерен може ефективно покращити високотемпературну стабільність.
Нещодавно розроблені сплави продемонстрували сильний магнетизм навіть після тривалого термічного старіння при 600 градусах. Їх максимальний енергетичний продукт при 500 градусах залишався вищим за 10 MGOe, що можна порівняти з комерційними магнітами NdFeB при кімнатній температурі. Вартість цих сплавів також нижча через зменшення використання рідкоземельних елементів. Вони демонструють багатообіцяючі перспективи комерціалізації високоякісних магнітних пристроїв і компонентів, що працюють в екстремальних умовах.
Однак масове виробництво цих нових сплавів масштабованим і економічно ефективним способом залишається складним. Вчені припустили, що методи швидкого затвердіння та механічного легування можуть подолати розрив між успіхом у лабораторних масштабах та промисловим застосуванням. Для прискорення передачі технологій потрібна співпраця між країнами та дисциплінами.
Цей прорив відкриває шлях для наступного покоління високотемпературних магнітів, які не потребують дорогих добавок диспрозію та тербію. Більш широке застосування цих нових сплавів може зменшити залежність від критичних матеріалів і підвищити стабільність ланцюжка поставок стратегічних магнітних виробів. Загалом це відкриття має значні наслідки для передових технологій стійкої енергетики та двигунів.
