Lawrence Livermore National Laboratory forskare har utvecklat en ny, mer effektiv permanentmagnet som tar bort bristerna i konventionella samarium- och neodymmagneter.

Den föreslagna magneten härrör från det välkända samarium och kobolt (SmCo ₅ , CaCu ₅ -typstruktur) magnet, men går ett steg längre och ersätter det mesta av kobolt med järn och nickel.

Mer moderna neodymmagneter har en fördel jämfört med SmCo ₅ på grund av deras större maximala energi. Men den nya magneten tar bort de flesta nackdelarna med SmCo ₅ samtidigt som den bibehåller sin överlägsna högtemperatureffektivitet jämfört med neodymmagneterna.

Tyvärr, att alla koboltatomer ersätts med järn, - som har ett större magnetiskt moment som hjälper till att öka den maximala energiprodukten - gör den vanliga sexkantiga fasen termodynamiskt instabil. Denna fas, dock, är avgörande för materialegenskaperna och den måste behållas för en praktisk magnet. Labforskarna kunde kringgå detta problem och stabilisera den sexkantiga fasen genom att tillsätta en liten mängd nickel.

Med hjälp av första principer elektroniska strukturberäkningar, Lawrence Livermore forskare Per Soderlind, Alexander Landa, Daniel Aberg, Marcus Dane och Patrice Turchi fann att deras nya magnet (SmCoNiFe ₃ ) har mycket lovande magnetiska egenskaper och kan ersätta SmCo ₅ eller neodymmagneter i olika tillämpningar.

Den nya effektiva permanentmagneten ersätter det mesta av kobolten i SmCo ₅ med järn och doppar det med en liten mängd nickel. "Detta är en mycket aktuell upptäckt eftersom koboltpriserna har stigit och nästan har fördubblats i år på grund av den förväntade efterfrågan på litiumjonkoboltbatterier, "Soderlind sa." Järn, å andra sidan, är rikligt och mycket billigt. "

Forskarna har också lämnat in ett provisoriskt patent baserat på denna forskning.

Uppsala universitet och Ames laboratorieforskare bidrog också till forskningen, som visas i tidningen 14 september Fysisk granskning B .