Sciencemag.cz
Doporučujeme
Permanentní magnety používané v motorech vyžadují vysokou hustotu energie a koercivitu – schopnost magnetu udržet si současnou úroveň magnetismu, tj. odolat demagnetizaci vnějším magnetickým polem. Koercivita (odolnost) magnetů přitom často klesá s rostoucí teplotou.
Výkonné permanentní magnety se dnes vyrábějí především z prvků vzácných zemin, jako je neodym a dysprosium. Nedostatek těchto prvků a vysoká poptávka (elektromobily, větrné turbíny…) s sebou ale nese vysoké ceny i přímo nespolehlivost dodavatelského řetězce.
Se slitinou z manganu a bismutu se coby materiálem pro výkonné magnety již experimentovalo. Problém s MnBi spočíval až dosud v tom, že tradiční výrobní metody vyžadují vysokou teplotu a to zase snižuje energetickou hustotu výsledného magnetu. Výzkumníci z Institutu pro kritické materiály Ministerstva energetiky USA a Amesovy národní laboratoře proto postup přípravy inovovali. Začali s velmi jemným práškem pro každý z materiálů, což zvyšuje počáteční úroveň hustoty magnetické energie. Dále do směsi přidali nemagnetickou složku, která by zabránila vzájemnému dotyku zrnitých částic. Tato dodatečná „fáze na hranici zrn“ dle průvodní tiskové zprávy zabraňuje tomu, aby se magnetismus procházející jednotlivými částicemi/zrny vzájemně ovlivňoval. Autoři výzkumu mluví o tzv. mikrostrukturním inženýrství.
Nový materiál MnBi vykazuje překvapivě růst koercivity s teplotou. Na rozdíl od mnoha dalších laboratorních projektů by tímto způsobem zřejmě mělo jít levně vyrábět i magnety dostatečně velké a libovolného tvaru, tak, jak to vyžadují běžné průmyslové aplikace.
Wei Tang et al, Engineering microstructure to improve coercivity of bulk MnBi magnet, Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2022). DOI: 10.1016/j.jmmm.2022.169912
Zdroj: Ames Laboratory / Phys.org
