NIMS och Tohoku Gakuin University har utvecklat en bordopad anisotropisk Sm(Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ tunn film som endast innehåller en liten mängd sällsynta jordartsmetaller. Föreningen uppvisade 1,2 tesla koercitivitet, tillräcklig för användning i elmotorer för bilar. Detta uppnåddes genom att skapa en unik granulär nanostruktur där Sm(Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ korn är likformigt omslutna av en amorf korngränsfas med en tjocklek av ungefär 3 nm. Denna förening uppvisade överlägsna magnetiska egenskaper jämfört med Nd-Fe-B-baserade magneter även när den bearbetades till en tunn film.

Efterfrågan på grön teknik som kan bidra till att minska koldioxidutsläppen ₂ utsläpp (t.ex. elmotorer för miljövänliga fordon och vindkraftsproduktion) har vuxit, leder till en snabbt ökande efterfrågan på de högpresterande permanentmagneter som behövs för dessa teknologier. De Nd-Fe-B-baserade sintrade magneterna som för närvarande används består inte bara av det sällsynta jordartsmetallelementet neodym utan också ett tungt sällsynt jordartsmetallelement:dysprosium. På grund av de geopolitiska riskerna i samband med förvärvet av dessa material, utveckling av nya magneter som inte förlitar sig på de knappa elementen är önskvärt. Anisotropisk SmFe ₁₂ -baserade föreningar som innehåller relativt små mängder av sällsynta jordartsmetaller har studerats för deras potential att fungera som en effektiv alternativkandidat för nästa generations permanentmagneter. Under 2017, NIMS bekräftade att samarium-järn-koboltföreningar (Sm(Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ ) är överlägsna neodymmagneter när det gäller flera viktiga magnetiska parametrar:magnetisering, magnetokristallin anisotropi och Curie-temperatur. Dock, Tidigare studier hade funnit att dessa föreningars koercitivitet - en annan viktig parameter för praktiska magneter - var otillräcklig.

Denna forskargrupp fokuserade på det faktum att högpresterande neodymmagneter med hög koercitivitet har en flerfasmikrostruktur där Nd ₂ Fe ₁₄ B-mikrokristaller är anordnade i en riktning och individuellt omslutna av en amorf fas ca 3 nm i tjocklek. Gruppen försökte sedan utveckla en liknande mikrostruktur där individuell Sm(Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ korn är likformigt inneslutna av ett tunt lager av en amorf fas. I detta forskningsprojekt, gruppen dopade Sm(Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ med bor, därigenom tillverka en nanogranulär mikrostruktur i vilken Sm(Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ nanopartiklar är jämnt omgivna av en amorf fas ca 3 nm i tjocklek. Dessutom, denna förening har en anisotropisk granulär mikrostruktur, gör det möjligt för den att uppvisa en restmagnetisering som är större än den som uppvisas av andra SmFe ₁₂ -baserade föreningar med isotropa granulära mikrostrukturer. Som resultat, denna förening uppvisade en stor koercitivitet på 1,2 T kombinerat med en stor remanent magnetisering på 1,5 T, mycket större än den tidigare utvecklade SmFe ₁₂ -baserade magnetiska föreningar.

Denna Sm(Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ förening med en anisotrop, flerfasmikrostruktur visade sig ha mycket hög koercitivitet, även när den bearbetas till en tunn film. Den kan fungera som en ny magnet som kan överträffa neodymmagneter. Har tidigare studerat anisotropisk Sm(Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ föreningar uppvisade betydligt lägre koercitivitet än den förening som utvecklats i denna forskning. De underliggande mekanismerna som leder till att realisera en hög koercitivitet som upptäckts i denna forskning kan vara tillämpliga på bulkmagneter i syfte att utveckla praktisk anisotropisk Sm(Fe) _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ magneter med hög koercitivitet.