Gli scienziati del National Institute of Materials hanno recentemente annunciato lo sviluppo di nuove leghe di metalli di transizione e terre rare che possono funzionare stabilmente a temperature superiori a 500 gradi mantenendo forti proprietà magnetiche. Queste nuove leghe risolvono una sfida di lunga data per applicazioni come la refrigerazione magnetica, i sistemi di raffreddamento magnetico e l'accensione di combustibili fossili assistita magneticamente ad alte temperature.
I magneti convenzionali basati su leghe NdFeB e SmCo mostrano proprietà magnetiche ridotte oltre i 300 gradi a causa della ridotta anisotropia e della diffusione accelerata degli elementi delle terre rare. Per affrontare questo problema, gli scienziati hanno legato gli elementi delle terre rare con abbondanti metalli di transizione come ferro e cobalto e hanno ottimizzato la composizione e il controllo della microstruttura delle leghe. Hanno scoperto che aumentando il numero di metalloidi come Si e Al e riducendo la dimensione dei grani si potrebbe migliorare efficacemente la stabilità alle alte temperature.
Le leghe di nuova concezione hanno dimostrato un forte magnetismo anche dopo un invecchiamento termico a lungo termine a 600 gradi. Il loro prodotto energetico massimo a 500 gradi è rimasto superiore a 10 MGOe, paragonabile ai magneti NdFeB commerciali a temperatura ambiente. Il costo di queste leghe è anche inferiore a causa del ridotto utilizzo di elementi di terre rare. Mostrano promettenti prospettive di commercializzazione in dispositivi e componenti magnetici di fascia alta che operano in ambienti estremi.
Tuttavia, la produzione di massa di queste nuove leghe in modo scalabile e conveniente rimane una sfida. Gli scienziati hanno suggerito che le tecniche di solidificazione rapida e di lega meccanica potrebbero colmare il divario tra il successo su scala di laboratorio e l'applicazione industriale. Sono necessarie collaborazioni tra paesi e discipline per accelerare il trasferimento tecnologico.
Questa svolta apre la strada alla prossima generazione di magneti ad alta temperatura che non richiedono costose aggiunte di disprosio e terbio. Un'adozione più ampia di queste nuove leghe potrebbe ridurre la dipendenza da materiali critici e migliorare la stabilità della supply chain di prodotti magnetici strategici. Nel complesso, questa scoperta ha implicazioni significative per le tecnologie avanzate di energia sostenibile e propulsione.
