Gli scienziati hanno scoperto un potenziale strumento per migliorare la magnetizzazione e l'anisotropia magnetica, consentendo di migliorare le prestazioni dei magneti in samario-cobalto.

Gli scienziati, presso il Critical Materials Institute del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti presso il Laboratorio Ames, in collaborazione con il Nebraska Center for Materials and Nanoscience e il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università del Nebraska, identificato l'estinzione del momento orbitale come possibile strumento, e razionalizzato l'estinzione in termini di dipendenza della distribuzione di carica elettrica negli atomi di samario.

I magneti Sm-Co sono stati i primi magneti permanenti in terre rare, e sono ancora i migliori nelle applicazioni in cui la resistenza alla smagnetizzazione, la sua coercitività, e le prestazioni alle alte temperature sono importanti.

Gli scienziati inizialmente hanno cercato di testare i limiti della sostituzione del ferro con parte del cobalto, tentare di realizzare un magnete Sm-Co paragonabile in forza ai magneti al neodimio ferro boro (Nd-Fe-B), che ha un momento magnetico maggiore.

"Il Critical Materials Institute (CMI) ha come uno dei suoi colpi di luna la scoperta di materiali che sono paragonabili in forza ai magneti al neodimio, ma con la resistenza alle alte temperature dei magneti al samario, " disse Durga Paudyal, Scienziato del laboratorio Ames e capo progetto per la previsione dell'anisotropia magnetica al CMI. "Stavamo cercando di aumentare il momento magnetico del magnete Sm-Co standard".

La collaborazione di ricerca ha portato alla scoperta che le sostituzioni del ferro potrebbero variare fino al 20 percento, mantenendo intatta la coercitività del magnete. La teoria computazionale e i risultati dei modelli hanno mostrato che la struttura elettronica del Samario nel materiale può violare la regola di Hund, che predice come gli elettroni occupano gli orbitali disponibili nella struttura atomica.

I risultati della ricerca aiuteranno gli scienziati a risolvere i parametri del magnetismo nei materiali delle terre rare, e aiuta ad accelerare la scoperta di magneti potenzialmente utili in futuro.

La ricerca è ulteriormente discussa in "Anisotropia e momento orbitale nei magneti permanenti Sm-Co".