Forskere fra National Institute of Materials kunngjorde nylig utviklingen av nye sjeldne jordovergangsmetalllegeringer som kan fungere stabilt ved temperaturer over 500 grader og samtidig opprettholde sterke magnetiske egenskaper. Disse nye legeringene løser en langvarig utfordring for applikasjoner som magnetisk kjøling, magnetiske kjølesystemer og magnetisk assistert tenning av fossilt brensel ved høye temperaturer.
Konvensjonelle magneter basert på NdFeB- og SmCo-legeringer viser reduserte magnetiske egenskaper over 300 grader på grunn av redusert anisotropi og akselerert diffusjon av sjeldne jordartselementer. For å takle dette problemet, legerte forskerne sjeldne jordartsmetaller med rikelig med overgangsmetaller som jern og kobolt, og optimaliserte sammensetningen og mikrostrukturkontrollen av legeringer. De fant at å øke antallet metalloider som Si og Al og redusere kornstørrelsen effektivt kunne forbedre høytemperaturstabiliteten.
De nyutviklede legeringene viste sterk magnetisme selv etter langvarig termisk aldring ved 600 grader. Deres maksimale energiprodukt ved 500 grader forble høyere enn 10MGOe, sammenlignbart med kommersielle NdFeB-magneter ved romtemperatur. Kostnaden for disse legeringene er også lavere på grunn av redusert bruk av sjeldne jordartsmetaller. De viser lovende utsikter for kommersialisering i avanserte magnetiske enheter og komponenter som opererer i ekstreme miljøer.
Masseproduksjon av disse nye legeringene på en skalerbar og kostnadseffektiv måte er imidlertid fortsatt utfordrende. Forskerne antydet at rask størkning og mekaniske legeringsteknikker kunne bygge bro mellom suksess i laboratorieskala og industriell anvendelse. Samarbeid på tvers av land og disipliner for å akselerere teknologioverføring er nødvendig.
Dette gjennombruddet baner vei for neste generasjon høytemperaturmagneter som ikke krever dyre dysprosium- og terbiumtilsetninger. En bredere bruk av disse nye legeringene kan redusere avhengigheten av kritiske materialer og forbedre stabiliteten i forsyningskjeden til strategiske magnetiske produkter. Samlet sett har denne oppdagelsen betydelige implikasjoner for avanserte bærekraftige energi- og fremdriftsteknologier.
