NIMS y la Universidad Tohoku Gakuin han desarrollado un Sm anisotrópico dopado con boro (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ película delgada que contiene solo una pequeña cantidad de elementos de tierras raras. El compuesto exhibió una coercitividad de 1,2 tesla, suficiente para su uso en motores eléctricos de automoción. Esto se logró mediante la creación de una nanoestructura granular única en la que Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ los granos están uniformemente envueltos por una fase límite de grano amorfa de aproximadamente 3 nm de espesor. Este compuesto exhibió propiedades magnéticas superiores a las de los imanes basados ​​en Nd-Fe-B incluso cuando se procesó en una película delgada.

Demanda de tecnologías ecológicas que pueden ayudar a reducir el CO ₂ emisiones (por ejemplo, motores eléctricos para vehículos ecológicos y generación de energía eólica) ha ido creciendo, lo que lleva a una demanda cada vez mayor de los imanes permanentes de alto rendimiento necesarios para estas tecnologías. Los imanes sinterizados basados ​​en Nd-Fe-B actualmente en uso están compuestos no solo del neodimio del elemento de tierras raras sino también de un elemento pesado de tierras raras:disprosio. Debido a los riesgos geopolíticos asociados con la adquisición de estos materiales, Es deseable el desarrollo de nuevos imanes que no dependan de los escasos elementos. SmFe anisotrópico ₁₂ Se han estudiado compuestos a base de compuestos que contienen cantidades relativamente pequeñas de elementos de tierras raras por su potencial para servir como un candidato alternativo eficaz para los imanes permanentes de próxima generación. En 2017, NIMS confirmó que los compuestos de samario-hierro-cobalto (Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ ) son superiores a los imanes de neodimio en términos de varios parámetros magnéticos importantes:magnetización, anisotropía magnetocristalina y temperatura de Curie. Sin embargo, estudios previos habían encontrado que la coercitividad de estos compuestos, otro parámetro importante para los imanes prácticos, era inadecuada.

Este grupo de investigación se centró en el hecho de que los imanes de neodimio de alto rendimiento con alta coercitividad tienen una microestructura multifásica en la que Nd ₂ Fe ₁₄ Los microcristales B están dispuestos en una dirección y envueltos individualmente por una fase amorfa de aproximadamente 3 nm de espesor. Luego, el grupo intentó desarrollar una microestructura similar en la que el individuo Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ los granos están uniformemente encerrados por una capa delgada de una fase amorfa. En este proyecto de investigación, el grupo dopado Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ con boro, fabricando así una microestructura nano-granular en la que Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ las nanopartículas están rodeadas uniformemente por una fase amorfa de aproximadamente 3 nm de espesor. Es más, este compuesto tiene una microestructura granular anisotrópica, lo que le permite exhibir una magnetización remanente mayor que la exhibida por otros SmFe ₁₂ compuestos a base de microestructuras granulares isotrópicas. Como resultado, este compuesto exhibió una gran coercitividad de 1,2 T combinada con una gran magnetización remanente de 1,5 T, mucho más grande que el SmFe desarrollado previamente ₁₂ compuestos magnéticos a base de.

Este Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ compuesto con un anisotrópico, Se demostró que la microestructura multifásica tiene una coercitividad muy alta, incluso cuando se procesa en una película delgada. Puede servir como un imán novedoso capaz de superar a los imanes de neodimio. Sm anisotrópico previamente estudiado (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ Los compuestos exhibieron una coercitividad significativamente menor que el compuesto desarrollado en esta investigación. Los mecanismos subyacentes que conducen a la realización de una alta coercitividad descubiertos en esta investigación pueden ser aplicables a los imanes a granel con el objetivo de desarrollar Sm anisotrópicos prácticos (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ imanes de alta coercitividad.