Forskere opdager en mulig vej til forbedring af samarium-koboltmagneter

Forskere har opdaget et potentielt værktøj til at forbedre magnetisering og magnetisk anisotropi, gør det muligt at forbedre ydeevnen af ​​samarium-kobolt magneter.

Forskerne, ved U.S. Department of Energy's Critical Materials Institute ved Ames Laboratory, i samarbejde med Nebraska Center for Materials and Nanoscience og Institut for Fysik og Astronomi ved University of Nebraska, identificeret orbital-moment-slukning som det mulige værktøj, og rationaliserede bratkøling med hensyn til afhængigheden af ​​elektrisk ladningsfordeling i samariumatomer.

Sm-Co magneter var de første sjældne jordartsmagneter, og er stadig den mest effektive i applikationer, hvor modstand mod demagnetisering - dens coercivity - og ydeevne ved høje temperaturer er vigtig.

Forskerne forsøgte først at teste grænserne for at erstatte jern med noget af kobolten, forsøger at gøre en Sm-Co magnet, der kan sammenlignes i styrke med magneter af neodym jernbor (Nd-Fe-B), som har et højere magnetisk moment.

"The Critical Materials Institute (CMI) har som et af sine måneskud opdagelsen af ​​materialer, der kan sammenlignes i styrke med neodymmagneter, men med høj temperatur holdbarhed af samarium magneter, "sagde Durga Paudyal, Ames laboratorieforsker og projektleder for forudsigelse af magnetisk anisotropi ved CMI. "Vi søgte at øge det magnetiske moment for standard Sm-Co magneten."

Forskningssamarbejdet førte til opdagelsen af, at substitutioner af jern kan variere så højt som 20 procent, holder magnetens koercivitet intakt. Beregningsteori og modelleringsresultater viste, at den elektroniske struktur af Samarium i materialet kan krænke Hunds regel, som forudsiger, hvordan elektroner indtager tilgængelige orbitaler i atomstrukturen.

Forskningsresultaterne vil hjælpe forskere med at sortere parametrene for magnetisme i sjældne jordartsmaterialer, og hjælpe med at fremskynde opdagelsen af ​​potentielt nyttige magneter i fremtiden.

Forskningen diskuteres yderligere i "Anisotropy and Orbital Moment in Sm-Co Permanent Magnets."