使用较少量的稀土元素合成具有优异固有磁性能的新化合物

导读 1. NIMS成功合成了一种新型SmFe基磁性化合物SmFe 8.8 N 1.1,与钕磁体中使用的NdFeB化合物相比,其具有更优异的固有磁性能。2. 为了实...

1. NIMS成功合成了一种新型SmFe基磁性化合物SmFe 8.8 N 1.1,与钕磁体中使用的NdFeB化合物相比,其具有更优异的固有磁性能。

2. 为了实现可持续发展的社会,减少二氧化碳排放至关重要。这需要许多设备的电气化和电机性能的提高。由化合物 Nd 2 Fe 14 B 组成的钕磁铁因其强大的磁力而被广泛用于电动汽车驱动电机。然而,钕磁铁在电动汽车运行的高温下性能不佳,需要添加镝等重稀土元素来补偿热退磁。由于钕和镝相关的供应链风险很大,因此需要探索不使用这些关键元素的磁性化合物。

3. 具有 TbCu 7型晶体结构的 Sm-Fe(1-7 系列)化合物有望具有高磁化强度,因为可以提高 Fe 浓度,最高可达 Sm:Fe=1:10。然而,由于稳定​​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异性场,因此 1-7 系列化合物尚未受到关注。在本研究中,我们成功合成了 SmFe 8.8 N 1.1化合物单晶薄膜,该薄膜基于具有较高 Fe 浓度的 Sm-Fe(1-7 系列)化合物。对该化合物的磁性能进行了测量,发现其性能超过了被称为世界最强磁性材料的Nd 2 Fe 14 B,具有极高的室温各向异性场(约22特斯拉)、更高的饱和磁化强度(1.64特斯拉)和较高的居里温度(770开尔文)。

4. 此前关于SmFe 7系合金粉末的报道缺乏可靠的磁性测量,但本研究通过制备单晶薄膜,证明了该化合物的磁性明显高于传统化合物。鉴于该化合物在高温下的磁性超过Nd 2 Fe 14 B,预计用该化合物制成的磁体无需使用存在供应链问题的钕或镝即可实现优异的磁性。此外,由于该化合物使用了稀土精炼副产品钐,因此可以促进稀土的平衡使用。此外,该化合物不需要昂贵的硼,在资源和成本方面具有优势。我们将开发批量生产SmFe 8.8 N 1.1粉末的方法,以及将粉末压制成磁体的工艺,以供实际应用。

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