Ученые УрФУ увеличили стабильность неодимовых наномагнитов в 3,7 раза
Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) добились роста стабильности нанокристаллических неодимовых магнитов в 3,7 раза. Повышение стабильности касается магнитов, применяемых в высокоэффективных электродвигателях и другом специализированном оборудовании. По оценке исследователей, при успешной масштабной реализации предложенной методики в России может быть создана технология, не имеющая мировых аналогов.
«Физики Уральского федерального университета увеличили стабильность нанокристаллических неодимовых магнитов, которые используют в высокоэффективных электродвигателях (насосы для нефтедобычи, стоматология) и другой технике. Новый подход позволил создавать магниты с редкоземельными металлами, которые могут быть дешевле аналогов. А инфильтрация сплавом с тербием дала максимальный эффект — коэрцитивная сила выросла в 3,7 раза и почти достигла теоретического предела для этого материала», — рассказали ученые.
В исследовании использован нанокристаллический материал, который применяется в качестве наполнителя в магнитопластах и магнитоэластах. Ученые также разработали легкоплавкую добавку на основе редкоземельных металлов. «В процессе отжига легкоплавкая добавка в жидком состоянии обволакивала кристаллиты материала и сформировала структуру «ядро‑оболочка». Иными словами, добавка, содержащая редкоземельные металлы, создала на поверхности каждого кристаллита оболочку, которая препятствует размагничиванию и резко увеличивает его коэрцитивную силу», — рассказал заведующий кафедрой магнетизма и магнитных наноматериалов УрФУ Алексей Волегов.
Авторы работы отмечают, что магниты на основе сплава неодим‑железо‑бор отличаются высокой намагниченностью и остаются эталонными по этому показателю. В числе дальнейших задач — освоение методов аддитивного производства. Планируется научиться печатать такие магниты на 3D‑принтере, что откроет возможности управления текстурой и формой изделий и позволит создавать сложные магнитные системы с заданными свойствами.
Исследование было профинансировано Минобрнауки России в рамках программы «Десятилетие науки и технологий». Основные результаты работы опубликованы в рецензируемом журнале Journal of Alloys and Compounds. Это обеспечивает их доступность для международного научного сообщества и подтверждает прохождение этапов рецензирования.
О нанокристаллических магнитах
Нанокристаллические неодимовые магниты применяются в тех же высокотехнологичных областях, что и традиционные неодимовые магниты: в электротранспорте, возобновляемой энергетике, высокоточных датчиках и электронной аппаратуре, в медицинской технике и в промышленном оборудовании. Основное отличие состоит в их структуре: они формируются путем специальной обработки, которая приводит к образованию мельчайших зерен‑кристаллов размером в десятки нанометров. В перспективе такие материалы рассматриваются как ключевой компонент для повышения эффективности, миниатюризации и производительности современных технологических систем.
