Imagínese pequeños imanes alimentando nuestro mundo, encendiendo y apagando silenciosamente la energía en teléfonos, automóviles e incluso redes eléctricas. Estos héroes anónimos se llaman materiales magnéticos blandos. Sin embargo, a medida que los dispositivos se vuelven más rápidos y eficientes, los materiales tradicionales luchan por manejar las altas frecuencias que necesitan los dispositivos modernos. Llegan los ASMC, los nuevos chicos de la cuadra.
Se trata de compuestos magnéticos blandos amorfos (ASMC) con cierto potencial oculto. Son como polvos metálicos envueltos en una capa especial llena de pequeños espacios de aire e interfaces. Esto les otorga superpoderes como baja pérdida de energía y diseños flexibles, lo que los hace súper eficientes en el manejo de altas frecuencias.
Pero hay un problema:sus magnetizaciones no son tan altas como las de los materiales tradicionales. Por eso, los científicos tienen la misión de encontrar el equilibrio perfecto entre fuerza magnética y suavidad. Es un enigma que vale la pena resolver para el futuro de nuestros dispositivos.
Si bien los ASMC son rápidos, no son muy fuertes magnéticamente. Es como tener un coche de carreras con un motor débil:rápido pero no lo suficientemente potente.
Para abordar este problema, un grupo de científicos chinos del Laboratorio de Materiales del Lago Songshan está utilizando un truco interesante llamado enfoque del "estado crítico". Imagínese aplicar un campo magnético giratorio a estos materiales, como un alfarero dando forma a la arcilla. Esto les ayuda a cristalizar un poco, creando pequeñas regiones magnéticas supereficientes en su interior.
El resultado es un material magnético, fuerte y eficiente. Este ASMC de "estado crítico" cuenta con características como:
Este descubrimiento es sólo el comienzo. Los científicos están trabajando en nuevas mejoras utilizando diferentes recubrimientos y técnicas de conformación para ASMC, además de explorar nuevos materiales.
El profesor Haibo Ke dijo:"Esta estrategia para construir una aleación amorfa en estado crítico puede permitirnos desarrollar nuevos ASMC y promover el desarrollo de la electrónica moderna, especialmente en campos de alta frecuencia. En el futuro, por un lado, la La sinergia de alta permeabilidad, baja pérdida del núcleo, alta magnetización y alta frecuencia de aplicación se puede lograr mediante la optimización del proceso, como el uso de nuevas capas de recubrimiento (magnéticas y aisladas) y nuevas técnicas de compactación".
"Por otro lado, desarrollar nuevas composiciones de polvo y modificar la microestructura intrínseca, como la estrategia de modulación de orden y la ingeniería de nanocompuestos, nos permite romper el equilibrio entre 'fuerza magnética' (magnetización de saturación) y 'plasticidad magnética' (coercitividad). /pérdida de núcleo)."
"Sin duda es posible desarrollar ASMC de alto rendimiento y materiales magnéticos totalmente blandos, y la comunidad científica ya ha lanzado algunas actividades que promoverán la transformación de los campos de la electrónica de potencia, especialmente los dispositivos relacionados con semiconductores de tercera generación". P>
Estos avances allanarán el camino para una electrónica más eficiente en todo, desde teléfonos hasta redes eléctricas, y en última instancia impulsarán un futuro de alta frecuencia.
Los hallazgos se publican en la revista Materials Futures. .
Más información: Liliang Shao et al, Emergencia inducida por estado crítico de rendimientos magnéticos superiores en un compuesto magnético blando amorfo a base de hierro, Materials Futures (2024). DOI:10.1088/2752-5724/ad2ae8
Proporcionado por el Laboratorio de Materiales del Lago Songshan
