Российские ученые в разы увеличили стабильность магнитов
Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) создали технологию обработки нанокристаллических магнитов, позволяющую улучшить их эксплуатационные характеристики. При этом не происходит значительного удорожания систем, что делает разработку перспективной для внедрения в промышленность.
Нанокристаллические неодимовые магниты используются в электродвигателях и другой технике. В рамках исследования физики УрФУ создали легкоплавкую добавку с редкоземельными металлами. При отжиге она обволакивает ядро магнита, создавая оболочку, которая препятствует размагничиванию и увеличивает коэрцитивную силу. Этот термин обозначает сопротивление магнита процессам потери магнитных свойств, которым способствует высокая температура, вибрация, удары и так далее.
С точки зрения намагниченности оптимальными являются соединения на основе неодима, железа и бора. Если в них заменить неодим на тербий, диспрозий или другой тяжелый редкоземельный элемент, можно увеличить коэрцитивную силу, но это приводит к удорожанию материала в разы. Новая технология позволяет заменять не весь неодим, а лишь помещать между его зернами частицы тербия или диспрозия. Тогда цена возрастает незначительно, а коэрцитивная сила увеличивается в два раза, также растет температурная устойчивость магнита.
Разработка УрФУ показала отличные характеристики. Ученые уменьшили взаимодействия между зернами магнита в нанокристаллическом материале. Коэрцитивная сила выросла в 2,5 раза, а при инфильтрации сплавом с тербием — в 3,7 раза, что практически является пределом для такого типа соединений.
Нанокристаллические магниты занимают до 15% от всего мирового производства магнитов. Они отличаются от более стандартных микрокристаллических по внутренней структуре, получаемой при специальной обработке. Такие магниты используются чаще в высокотехнологичных областях.
В дальнейших планах ученых УрФУ создать технологию 3D-печати усовершенствованных нанокристаллических магнитов. Это откроет новые возможности в промышленности.
Ранее мы рассказывали, что в России создали биосовместимый титановый сплав с эффектом сверхупругости.
