Новые магнитные сплавы позволяют использовать их при сверхвысоких температурах

Ученые из Национального института материалов недавно объявили о разработке новых сплавов редкоземельных переходных металлов, которые могут стабильно работать при температурах выше 500 градусов, сохраняя при этом сильные магнитные свойства. Эти новые сплавы решают давнюю проблему для таких приложений, как магнитное охлаждение, магнитные системы охлаждения и магнитное зажигание ископаемого топлива при высоких температурах.

Обычные магниты на основе сплавов NdFeB и SmCo демонстрируют пониженные магнитные свойства выше 300 градусов из-за сниженной анизотропии и ускоренной диффузии редкоземельных элементов. Чтобы решить эту проблему, ученые легировали редкоземельные элементы распространенными переходными металлами, такими как железо и кобальт, и оптимизировали состав и контроль микроструктуры сплавов. Они обнаружили, что увеличение количества металлоидов, таких как Si и Al, и уменьшение размера зерна может эффективно улучшить высокотемпературную стабильность.

Недавно разработанные сплавы продемонстрировали сильный магнетизм даже после длительного термического старения при 600 градусах. Их максимальный энергетический продукт при 500 градусах оставался выше 10МГсЭ, что сопоставимо с коммерческими магнитами NdFeB при комнатной температуре. Стоимость этих сплавов также ниже из-за сокращенного использования редкоземельных элементов. Они показывают многообещающие перспективы для коммерциализации в высокопроизводительных магнитных устройствах и компонентах, работающих в экстремальных условиях.

Однако массовое производство этих новых сплавов масштабируемым и экономически эффективным способом остается сложной задачей. Ученые предположили, что методы быстрого затвердевания и механического легирования могут сократить разрыв между успехом в лабораторных масштабах и промышленным применением. Необходимо сотрудничество между странами и дисциплинами для ускорения передачи технологий.

Этот прорыв открывает путь для следующего поколения высокотемпературных магнитов, не требующих дорогостоящих добавок диспрозия и тербия. Более широкое внедрение этих новых сплавов может снизить зависимость от критических материалов и улучшить стабильность цепочки поставок стратегических магнитных продуктов. В целом, это открытие имеет значительные последствия для передовых технологий устойчивой энергетики и движения.