A National Institute of Materials tudósai a közelmúltban új ritkaföldfém-átmeneti fémötvözetek kifejlesztését jelentették be, amelyek stabilan működnek 500 fok feletti hőmérsékleten, miközben megőrzik az erős mágneses tulajdonságokat. Ezek az új ötvözetek olyan régóta fennálló kihívásokat oldanak meg, mint például a mágneses hűtés, a mágneses hűtőrendszerek és a mágnesesen támogatott fosszilis tüzelőanyag-gyújtás magas hőmérsékleten.
Az NdFeB és SmCo ötvözeteken alapuló hagyományos mágnesek 300 fok felett csökkentett mágneses tulajdonságokat mutatnak a ritkaföldfém elemek csökkent anizotrópiája és felgyorsult diffúziója miatt. A probléma megoldása érdekében a tudósok a ritkaföldfém elemeket bőséges átmenetifémekkel, például vassal és kobalttal ötvözték, és optimalizálták az ötvözetek összetételét és mikroszerkezetének szabályozását. Azt találták, hogy a metalloidok, például a Si és az Al számának növelése és a szemcseméret csökkentése hatékonyan javíthatja a magas hőmérsékletű stabilitást.
Az újonnan kifejlesztett ötvözetek erős mágnesességet mutattak még hosszú távú 600 fokos termikus öregítés után is. Maximális energiatermékük 500 fokon magasabb maradt, mint 10 MGOe, ami szobahőmérsékleten a kereskedelmi NdFeB mágnesekhez hasonlítható. Ezen ötvözetek költsége is alacsonyabb a ritkaföldfém elemek csökkentett felhasználása miatt. Ígéretes kilátásokat mutatnak a csúcskategóriás mágneses eszközök és extrém környezetben működő alkatrészek kereskedelmi forgalomba hozatalára.
Az új ötvözetek méretezhető és költséghatékony tömeggyártása azonban továbbra is kihívást jelent. A tudósok azt javasolták, hogy a gyors megszilárdulás és a mechanikus ötvözési technikák áthidalhatják a szakadékot a laboratóriumi méretű siker és az ipari alkalmazás között. Országok és szakterületek közötti együttműködésre van szükség a technológiatranszfer felgyorsítása érdekében.
Ez az áttörés megnyitja az utat a magas hőmérsékletű mágnesek következő generációja előtt, amelyekhez nincs szükség drága diszprózium és terbium hozzáadására. Ezen új ötvözetek szélesebb körű alkalmazása csökkentheti a kritikus anyagoktól való függőséget, és javíthatja a stratégiai mágneses termékek ellátási láncának stabilitását. Összességében ez a felfedezés jelentős hatással van a fejlett fenntartható energia- és meghajtási technológiákra.
