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.
