Esquema de la estructura cristalina de SmCoNiFe3. Crédito:Laboratorio Nacional Lawrence Livermore
Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore han desarrollado un nuevo, imán permanente más eficiente que elimina las deficiencias de los imanes convencionales de samario y neodimio.
El imán propuesto proviene del conocido samario y cobalto (SmCo 5 , CaCu 5 -tipo estructura) imán, pero va un paso más allá y sustituye la mayor parte del cobalto por hierro y níquel.
Los imanes de neodimio más modernos tienen una ventaja sobre SmCo 5 por su mayor energía máxima. Pero el nuevo imán elimina la mayoría de las desventajas de SmCo. 5 mientras conserva su eficiencia superior a altas temperaturas sobre los imanes de neodimio.
Desafortunadamente, sustituyendo todos los átomos de cobalto por hierro, —Que tiene un momento magnético mayor que ayuda a aumentar el producto energético máximo— hace que la fase hexagonal ordinaria sea termodinámicamente inestable. Esta fase, sin embargo, es fundamental para las propiedades de los materiales y debe conservarse para un imán práctico. Los investigadores del laboratorio pudieron sortear este problema y estabilizar la fase hexagonal agregando una pequeña cantidad de níquel.
Usando cálculos de estructura electrónica de primeros principios, Los científicos de Lawrence Livermore Per Soderlind, Alejandro Landa, Daniel Aberg, Marcus Dane y Patrice Turchi descubrieron que su nuevo imán (SmCoNiFe 3 ) tiene propiedades magnéticas muy prometedoras y podría reemplazar a SmCo 5 o imanes de neodimio en diversas aplicaciones.
El nuevo imán permanente eficiente sustituye la mayor parte del cobalto en SmCo 5 con hierro y lo dopa con una pequeña cantidad de níquel. "Este es un descubrimiento muy oportuno porque los precios del cobalto han subido y casi se han duplicado este año debido a la demanda anticipada de baterías de iones de litio-cobalto". "Dijo Soderlind." Hierro, por otra parte, es abundante y muy económico ".
Los investigadores también han presentado una patente provisional basada en esta investigación.
Los investigadores de la Universidad de Uppsala y el Laboratorio Ames también contribuyeron a la investigación, que aparece en la edición del 14 de septiembre de la revista Revisión física B .
