Ученые из Университета МИСИС разработали новый состав сплава и режим обработки для производства постоянных магнитов, которые востребованы в энергетике, электромашиностроении и транспортных системах. Их открытие может стать альтернативой дорогостоящим редкоземельным магнитам, говорится на сайте учебного заведения.
В качестве перспективной замены редкоземельным элементам рассматривается сплав на основе марганца и алюминия. Его магнитные свойства обеспечивает так называемая τ-фаза, однако она крайне нестабильна и легко разрушается при изменении температуры или условий обработки. Отечественные ученые изучили, как на поведение сплава влияет добавление ванадия и различные режимы охлаждения — от стандартной закалки до сверхбыстрого охлаждения расплава на вращающемся медном диске. В экспериментах варьировалось содержание марганца в диапазоне 51−55%.
Специалисты установили, что ванадий делает магнитную τ-фазу менее устойчивой, но при сверхбыстрой закалке позволяет получать ее без дополнительной термообработки. Это открывает путь к упрощению и удешевлению технологии производства.
Наилучший результат показал сплав состава Mn₅₃Al₄₄V₃. В литом образце после закалки и отжига доля магнитной фазы превышала 90%. В тонких металлических лентах, полученных при сверхбыстром охлаждении, высокая доля магнитной фазы достигалась без дополнительной термообработки. Кроме того, эксперты отметили небольшой рост намагниченности ферромагнитной фазы.
В ходе работы был обнаружен необычный эффект — гистерезис температуры Кюри. Температура перехода из ферромагнитного в парамагнитное состояние при нагреве оказалась более чем на 100 ℃ выше, чем при охлаждении. При этом кристаллическая структура материала не менялась.
«Такой эффект нехарактерен для большинства ферромагнетиков и не наблюдался ранее на изучаемых нами сплавах. Мы предполагаем, что наблюдаемый эффект может быть связан с протеканием магнитного фазового перехода по механизму первого рода. Сейчас мы изучаем этот эффект, так как он может быть полезен для производства различных датчиков», — комментирует ассистент кафедры физического материаловедения Анастасия Фортуна.
Таким образом, открытие российских ученых может привести к созданию более доступных и технологичных постоянных магнитов для промышленности.
Тем временем зарубежные химики научились модифицировать сложные молекулы с беспрецедентной точностью. Подробнее о новом методе рассказали в другом материале Hi-Tech Mail.
Источник: hi-tech.mail.ru