Nové zliatiny magnetov umožňujú aplikácie pri veľmi vysokých teplotách

Vedci z Národného inštitútu materiálov nedávno oznámili vývoj nových zliatin prechodných kovov vzácnych zemín, ktoré môžu stabilne fungovať pri teplotách nad 500 stupňov pri zachovaní silných magnetických vlastností. Tieto nové zliatiny riešia dlhotrvajúcu výzvu pre aplikácie ako magnetické chladenie, magnetické chladiace systémy a magneticky podporované zapaľovanie fosílnych palív pri vysokých teplotách.

Bežné magnety na báze zliatin NdFeB a SmCo vykazujú znížené magnetické vlastnosti nad 300 stupňov v dôsledku zníženej anizotropie a zrýchlenej difúzie prvkov vzácnych zemín. Na vyriešenie tohto problému vedci legovali prvky vzácnych zemín s bohatými prechodnými kovmi, ako je železo a kobalt, a optimalizovali kontrolu zloženia a mikroštruktúry zliatin. Zistili, že zvýšenie počtu metaloidov ako Si a Al a zníženie veľkosti zŕn by mohlo účinne zlepšiť stabilitu pri vysokej teplote.

Novo vyvinuté zliatiny preukázali silný magnetizmus aj po dlhodobom tepelnom starnutí pri 600 stupňoch. Ich maximálny energetický produkt pri 500 stupňoch zostal vyšší ako 10 MGOe, porovnateľný s komerčnými NdFeB magnetmi pri izbovej teplote. Náklady na tieto zliatiny sú tiež nižšie v dôsledku zníženého používania prvkov vzácnych zemín. Ukazujú sľubné vyhliadky na komercializáciu špičkových magnetických zariadení a komponentov pracujúcich v extrémnych prostrediach.

Hromadná výroba týchto nových zliatin škálovateľným a nákladovo efektívnym spôsobom však zostáva náročná. Vedci navrhli, že techniky rýchleho tuhnutia a mechanického legovania by mohli preklenúť priepasť medzi úspechom v laboratóriu a priemyselnou aplikáciou. Na urýchlenie transferu technológií je potrebná spolupráca medzi krajinami a disciplínami.

Tento prielom otvára cestu pre ďalšiu generáciu vysokoteplotných magnetov, ktoré nevyžadujú drahé prídavky dysprosia a terbia. Širšie prijatie týchto nových zliatin by mohlo znížiť závislosť od kritických materiálov a zlepšiť stabilitu dodávateľského reťazca strategických magnetických produktov. Celkovo má tento objav významné dôsledky pre pokročilú udržateľnú energiu a technológie pohonu.