Onderzoekers van het Lawrence Livermore National Laboratory hebben een nieuwe, efficiëntere permanente magneet die de tekortkomingen van conventionele samarium- en neodymiummagneten verwijdert.

De voorgestelde magneet is afkomstig van het bekende samarium en kobalt (SmCo ₅ , CaCu ₅ -type structuur) magneet, maar gaat een stap verder en vervangt het grootste deel van het kobalt door ijzer en nikkel.

Modernere neodymiummagneten hebben een voordeel ten opzichte van SmCo ₅ vanwege hun grotere maximale energie. Maar de nieuwe magneet neemt de meeste nadelen van SmCo . weg ₅ met behoud van zijn superieure efficiëntie bij hoge temperaturen ten opzichte van de neodymiummagneten.

Helaas, alle kobaltatomen vervangen door ijzer, - die een groter magnetisch moment heeft dat helpt het maximale energieproduct te verhogen - maakt de gewone hexagonale fase thermodynamisch onstabiel. Deze fase, echter, is cruciaal voor de materiaaleigenschappen en moet behouden blijven voor een praktische magneet. De Lab-onderzoekers konden dit probleem omzeilen en de hexagonale fase stabiliseren door een kleine hoeveelheid nikkel toe te voegen.

Met behulp van eerste-principes elektronische structuurberekeningen, Lawrence Livermore-wetenschappers Per Soderlind, Alexander Landa, Daniël Aberg, Marcus Dane en Patrice Turchi ontdekten dat hun nieuwe magneet (SmCoNiFe ₃ ) heeft veelbelovende magnetische eigenschappen en zou SmCo . kunnen vervangen ₅ of neodymiummagneten in verschillende toepassingen.

De nieuwe efficiënte permanente magneet vervangt het grootste deel van het kobalt in SmCo ₅ met ijzer en dopt het met een kleine hoeveelheid nikkel. "Dit is een zeer tijdige ontdekking omdat de kobaltprijzen zijn gestegen en dit jaar bijna zijn verdubbeld vanwege de verwachte vraag naar lithium-ion-kobaltbatterijen. "Zei Soderlind. "IJzer, anderzijds, is overvloedig en zeer goedkoop."

Op basis van dit onderzoek hebben de onderzoekers ook een voorlopig octrooi aangevraagd.

Onderzoekers van Uppsala University en Ames Laboratory hebben ook bijgedragen aan het onderzoek, die verschijnt in de editie van 14 september van het tijdschrift Fysieke beoordeling B .