Forskere fra National Institute of Materials annoncerede for nylig udviklingen af nye sjældne jordarters overgangsmetallegeringer, der kan fungere stabilt ved temperaturer over 500 grader og samtidig bevare stærke magnetiske egenskaber. Disse nye legeringer løser en langvarig udfordring til applikationer som magnetisk køling, magnetiske kølesystemer og magnetisk assisteret antændelse af fossilt brændstof ved høje temperaturer.
Konventionelle magneter baseret på NdFeB og SmCo legeringer udviser reducerede magnetiske egenskaber over 300 grader på grund af den reducerede anisotropi og accelererede diffusion af sjældne jordarters elementer. For at løse dette problem legerede forskerne sjældne jordarters grundstoffer med rigelige overgangsmetaller som jern og kobolt og optimerede sammensætningen og mikrostrukturkontrollen af legeringer. De fandt ud af, at forøgelse af antallet af metalloider som Si og Al og reduktion af kornstørrelse effektivt kunne forbedre højtemperaturstabilitet.
De nyudviklede legeringer udviste stærk magnetisme selv efter langvarig termisk ældning ved 600 grader. Deres maksimale energiprodukt ved 500 grader forblev højere end 10MGOe, sammenlignet med kommercielle NdFeB-magneter ved stuetemperatur. Omkostningerne ved disse legeringer er også lavere på grund af reduceret brug af sjældne jordarter. De viser lovende udsigter til kommercialisering i avancerede magnetiske enheder og komponenter, der opererer i ekstreme miljøer.
Masseproduktion af disse nye legeringer på en skalerbar og omkostningseffektiv måde er dog stadig udfordrende. Forskerne foreslog, at hurtig størkning og mekaniske legeringsteknikker kunne bygge bro mellem succes i laboratorieskala og industriel anvendelse. Der er behov for samarbejder på tværs af lande og discipliner for at fremskynde teknologioverførsel.
Dette gennembrud baner vejen for den næste generation af højtemperaturmagneter, der ikke kræver dyre dysprosium- og terbiumtilsætninger. En bredere anvendelse af disse nye legeringer kan reducere afhængigheden af kritiske materialer og forbedre forsyningskædens stabilitet af strategiske magnetiske produkter. Samlet set har denne opdagelse betydelige konsekvenser for avancerede bæredygtige energi- og fremdriftsteknologier.
