Российские ученые предложили доступную альтернативу редкоземельным магнитам.

Российские ученые предложили доступную альтернативу редкоземельным магнитам

Российские ученые впервые получили материал для изготовления более стабильных постоянных магнитов, способных заменить дорогостоящие аналоги с редкоземельными элементами. Постоянные магниты широко используются в электронике, медицинской технике, датчиках, генераторах, системах управления двигателями, различных механизмах автоматизации, для упаковки и удержания металлических деталей. В зависимости от назначения магниты чаще всего изготавливаются из сплава неодим-железо-бор или гексагональных ферритов бария или стронция. Неодимовые магниты — наиболее мощные, но ферритовые значительно дешевле, доступнее и устойчивее к химическим воздействиям и коррозии. Исследователи НИТУ МИСИС и Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН предложили свою альтернативу дорогостоящим редкоземельным магнитам. Сперва они получили порошок из нанопластинок гексаферрита бария дисковидной формы, обладающий высокой коэрцитивной силой — величиной напряженности внешнего магнитного поля, необходимой для перемагничивания вещества.

Чтобы получить магнит, порошок нужно спечь — подвергнуть высокотемпературной обработке (1100-1300°C) для формирования объемного керамического изделия. При этом частицы начинают срастаться, а их размеры — увеличиваться, что приводит к уменьшению коэрцитивной силы. Для решения этой проблемы исследователи применили технологию жидкофазного спекания, при которой ферритовый порошок предварительно смешивается с легкоплавкой добавкой. При нагреве она становится жидкой и заполняет поры между твердыми частицами, способствуя их перераспределению и уплотнению. После охлаждения жидкая фаза затвердевает, формируя плотный и прочный материал. Исследователи добавляли к ферритовым частицам оксид висмута или оксид бора в различном количестве, а затем полученную смесь формовали и спекали при 900°C. Несмотря на некоторый рост размеров частиц, были получены прочные керамические образцы, сохранившие коэрцитивную силу на высоком уровне — 5,3 кЭ.