Schema della struttura cristallina di SmCoNiFe3. Credito:Lawrence Livermore National Laboratory
I ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory hanno sviluppato un nuovo, magnete permanente più efficiente che elimina le carenze dei tradizionali magneti al samario e al neodimio.
Il magnete proposto deriva dal noto samario e cobalto (SmCo 5 , CaCu 5 -tipo struttura) magnete, ma fa un passo avanti e sostituisce la maggior parte del cobalto con ferro e nichel.
I magneti al neodimio più moderni hanno un vantaggio rispetto a SmCo 5 a causa della loro maggiore energia massima. Ma il nuovo magnete rimuove la maggior parte degli svantaggi di SmCo 5 preservando la sua efficienza ad alta temperatura superiore rispetto ai magneti al neodimio.
Sfortunatamente, sostituendo tutti gli atomi di cobalto al ferro, —che ha un momento magnetico più grande che aiuta ad aumentare il prodotto massimo di energia—rende termodinamicamente instabile la normale fase esagonale. Questa fase, però, è fondamentale per le proprietà dei materiali e deve essere mantenuto per un pratico magnete. I ricercatori del Lab sono stati in grado di aggirare questo problema e stabilizzare la fase esagonale aggiungendo una piccola quantità di nichel.
Utilizzando i calcoli della struttura elettronica dei principi primi, Lawrence Livermore scienziati Per Soderlind, Alessandro Landa, Daniel Aberg, Marcus Dane e Patrice Turchi hanno scoperto che il loro nuovo magnete (SmCoNiFe 3 ) ha proprietà magnetiche molto promettenti e potrebbe sostituire SmCo 5 o magneti al neodimio in varie applicazioni.
Il nuovo efficiente magnete permanente sostituisce la maggior parte del cobalto in SmCo 5 con ferro e lo droga con una piccola quantità di nichel. "Questa è una scoperta molto tempestiva perché i prezzi del cobalto sono aumentati e sono quasi raddoppiati quest'anno a causa della domanda prevista di batterie agli ioni di litio-cobalto, " Disse Soderlind. "Ferro, d'altra parte, è abbondante e molto poco costoso."
I ricercatori hanno anche depositato un brevetto provvisorio basato su questa ricerca.
Alla ricerca hanno contribuito anche i ricercatori dell'Università di Uppsala e del Laboratorio Ames, che appare nell'edizione del 14 settembre della rivista Revisione fisica B .
