- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Ещё с 60-х годов известно, что метеоритный сплав железа и никеля в экстремально равновесном состоянии обладает магнитными свойствами. Но химикам до сих пор не удавалось воссоздать в лабораторных условиях такую же идеальную атомно-упорядоченную фазу L10-FeNi. Причина в том, что в космических телах L10 образуется в течение сотен миллионов или миллиардов лет, а мы живём в другом масштабе времени, к сожалению. Но сейчас проблема наконец-то решена.
Исследователи из университета Тохоку сумели сократить срок химической реакции с сотен миллионов лет до менее 300 часов. Пресс-релиз [1] университета называет это «путешествием в машине времени», когда годы «прокручиваются» на быстрой перемотке. В научной работе [2] авторы объясняют, что упорядоченная фаза сплава достигается благодаря трём факторам, связанным с жидким состоянием металлов: 1) высокие темпы диффузии составных элементов на более низких температурах при кристаллизации; 2) большой движущей силой при осаждении преципитата именно в виде твёрдой фазы L10; 3) возможным присутствием кластеров L10.
Изготовление магнита происходит при отжиге ленты Fe42Ni41,3Si8B4P4Cu0,7 в течение 288 часов при температуре 400ºC. В итоге получается структура, как в метеоритах.
Переключение намагниченности после фазового перехода во второй точке Кюри 700-750ºC происходит в магнитном поле напряжённостью минимум 3,5 килоэрстедов.
Результаты научной работы исключительно важны для современной промышленности. Выскокачественные магниты из сплавов железа и никеля широко применяются в автомобилях, бытовой технике, медицинском оборудовании и т.д. До сих пор при изготовление таких магнитов требовало использования редкоземельных металлов, таких как самарий, неодим, диспрозий.
«Хотя такие магниты изобрели в Японии, но вопрос импорта редкоземельных металлов приобрёл слишком политический характер, — сообщается в пресс-релизе. — Сейчас для Японии стало исключительно сложно сохранять промышленное превосходство и конкурентоспособность в производстве энергосберегающих технологий для электрических автомобилей/устройств следующего поколения».
Мировые запасы редкоземельных металлов ограничены, а большая часть сосредоточена в Китае. Он контролирует 95% мирового рынка [3], а недавно ввёл ограничения на экспорт, что не на шутку всех всполошило.
Если в стране нет месторождений, а китайцы ведут себя странно — приходится проявлять изобретательность.
Хотя японцы изобретали магнит для собственной промышленности, но воспользоваться плодами их труда могут и все остальные, тем более что аналогичные ограничения на импорт редкоземельных металлов продвигают экологи во многих других странах. Научная работа с описанием техпроцесса (производство идёт на том же обычном оборудовании, что и производство обычных магнитов с редкоземельными металлами) лежит в открытом доступе [2].
Автор: alizar
Источник [4]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/himiya/104306
Ссылки в тексте:
[1] Пресс-релиз: http://www.tohoku.ac.jp/en/news/research/rare_earth_free_feni_magnet.html
[2] научной работе: http://www.nature.com/articles/srep16627
[3] контролирует 95% мирового рынка: http://www.rusmet.ru/promnews/show/58326/Borba_s_deficitom_redkozemelnyh_metallov
[4] Источник: http://geektimes.ru/post/266208/
Нажмите здесь для печати.