Специалисты НИТУ МИСИС разработали экономичные магниты без редкоземельных элементов

Исследователи Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» представили инновационный магнитный сплав, не содержащий дорогостоящих редкоземельных металлов. Разработка основана на доступных материалах – алюминии и марганце с небольшими добавками галлия и меди, что делает технологию более выгодной для промышленности. Об этом стало известно из официального сообщения учебного заведения. Научная работа опубликована в авторитетном издании Journal of Alloys and Compounds.

Постоянные магниты характеризуются способностью длительно сохранять намагниченность без внешнего воздействия. Наиболее эффективные промышленные образцы традиционно производят с использованием лантаноидов – группы редких и ценных металлов, включающих самарий и неодим, которые могут составлять до трети состава современных магнитов.

Научный коллектив предложил альтернативное решение, основанное на взаимодействии марганца и алюминия. При специальной обработке эти металлы формируют особую кристаллическую структуру (τ-фазу), приобретая выраженные ферромагнитные качества.

Основной сложностью оставалась термическая нестабильность τ-фазы, но исследователи нашли способ её стабилизировать. Минимальные добавки галлия (несколько процентов от общего состава) обеспечивают сохранение магнитных характеристик при рабочих температурах.

Для улучшения технологических свойств в состав введена медь (3%), что предотвращает преждевременное плавление при обработке и дополнительно усиливает магнитные параметры материала. Важно отметить, что галлий, используемый в сплаве, производится в России как побочный продукт алюминиевой промышленности.

«Низкая себестоимость и доступность компонентов Mn-Al-сплава делают перспективным его применение в электродвигателях, медицинской технике и других устройствах, где сегодня используются редкоземельные магниты», – отметил Михаил Горшенков, доцент кафедры физического материаловедения НИТУ МИСИС, кандидат технических наук.