Найдена альтернатива редкоземельным магнитам в керамике

В пресс-службе Минобрауки сообщили, что разработка перспективна для применения в электронике, аудио- и бытовой технике, а также автомобилестроении и промышленности.

Специалисты НИТУ МИСИС и Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН предложили альтернативу дорогостоящим редкоземельным магнитам, сообщили в пресс-службе Минобрауки РФ. На помощь была призвана ферритовая керамика.

«С помощью новой технологии российские ученые впервые получили материал для изготовления более стабильных постоянных магнитов, способных заменить дорогостоящие аналоги с редкоземельными элементами. Разработка перспективна для применения в электронике, аудио- и бытовой технике, а также автомобилестроении и промышленности», — отметили в пресс-службе.

Спекание без ослабления

Сначала исследователи получили порошок из нанопластинок гексаферрита бария дисковидной формы, обладающий высокой коэрцитивной силой (напряженностью) магнитного поля, необходимой для перемагничивания вещества и превосходящей большинство известных аналогов.

Чтобы получить магнит, порошок нужно спечь — подвергнуть высокотемпературной обработке (1100-1300 градусов) для формирования объемного керамического изделия. При этом, однако, частицы начинают срастаться, а их размеры — увеличиваться, что приводит к уменьшению коэрцитивной силы.

Для решения этой проблемы ученые применили технологию жидкофазного спекания, при которой ферритовый порошок предварительно смешивается с легкоплавкой добавкой. При нагреве она становится жидкой и заполняет поры между твердыми частицами, способствуя их перераспределению и уплотнению. После охлаждения жидкая фаза затвердевает, формируя плотный и прочный материал.

Исследователи добавляли к ферритовым частицам оксид висмута или оксид бора в различном количестве, а затем полученную смесь формовали и спекали при 900 градусах. Несмотря на некоторый рост размеров частиц, были получены прочные керамические образцы, сохранившие коэрцитивную силу на высоком уровне.

Подробности исследования опубликованы в научном журнале Russian Journal of Inorganic Chemistry. Работа выполнена в рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС «Материалы будущего» по программе «Приоритет-2030» при поддержке Минобрнауки РФ.