使用較少量的稀土元素合成具有優(yōu)異固有磁性能的新化合物
1. NIMS成功合成了一種新型SmFe基磁性化合物SmFe 8.8 N 1.1,與釹磁體中使用的NdFeB化合物相比,其具有更優(yōu)異的固有磁性能。
2. 為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的社會,減少二氧化碳排放至關(guān)重要。這需要許多設(shè)備的電氣化和電機(jī)性能的提高。由化合物 Nd 2 Fe 14 B 組成的釹磁鐵因其強(qiáng)大的磁力而被廣泛用于電動汽車驅(qū)動電機(jī)。然而,釹磁鐵在電動汽車運(yùn)行的高溫下性能不佳,需要添加鏑等重稀土元素來補(bǔ)償熱退磁。由于釹和鏑相關(guān)的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)很大,因此需要探索不使用這些關(guān)鍵元素的磁性化合物。
3. 具有 TbCu 7型晶體結(jié)構(gòu)的 Sm-Fe(1-7 系列)化合物有望具有高磁化強(qiáng)度,因?yàn)榭梢蕴岣?Fe 濃度,最高可達(dá) Sm:Fe=1:10。然而,由于穩(wěn)定??的 Th 2 Zn 17型 Sm 2 Fe 17 (2-17 系列)化合物具有非常高的各向異性場,因此 1-7 系列化合物尚未受到關(guān)注。在本研究中,我們成功合成了 SmFe 8.8 N 1.1化合物單晶薄膜,該薄膜基于具有較高 Fe 濃度的 Sm-Fe(1-7 系列)化合物。對該化合物的磁性能進(jìn)行了測量,發(fā)現(xiàn)其性能超過了被稱為世界最強(qiáng)磁性材料的Nd 2 Fe 14 B,具有極高的室溫各向異性場(約22特斯拉)、更高的飽和磁化強(qiáng)度(1.64特斯拉)和較高的居里溫度(770開爾文)。
4. 此前關(guān)于SmFe 7系合金粉末的報(bào)道缺乏可靠的磁性測量,但本研究通過制備單晶薄膜,證明了該化合物的磁性明顯高于傳統(tǒng)化合物。鑒于該化合物在高溫下的磁性超過Nd 2 Fe 14 B,預(yù)計(jì)用該化合物制成的磁體無需使用存在供應(yīng)鏈問題的釹或鏑即可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的磁性。此外,由于該化合物使用了稀土精煉副產(chǎn)品釤,因此可以促進(jìn)稀土的平衡使用。此外,該化合物不需要昂貴的硼,在資源和成本方面具有優(yōu)勢。我們將開發(fā)批量生產(chǎn)SmFe 8.8 N 1.1粉末的方法,以及將粉末壓制成磁體的工藝,以供實(shí)際應(yīng)用。
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