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Neuartige Hochleistungs-Permanentmagnete

03.11.2017

Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory haben einen neuen Typ von Hochleistungs-Permanentmagneten entwickelt, der den Mangel an herkömmlichen Samarium- und Neodym-basierten Permanentmagneten beheben soll. Die Basis des neuen Magneten ist die Struktur von Magneten, die auf der Verbindung von Samarium und Kobalt (SmCo5) basieren, aber die meisten der knappen und teuren Kobaltatome wurden durch Eisen- und Nickelatome ersetzt.

Moderne Neodym-Magnete sind energetisch gegenüber Magneten auf Basis von Samarium und Kobalt im Vorteil. Der neue Magnet eliminiert die meisten der bekannten Mängel von SmCo5-Magneten, während er seine ursprüngliche Hochtemperatureffizienz beibehält.

Leider macht der Ersatz der absoluten Mehrheit der Kobaltatome durch Eisenatome mit einem größeren magnetischen Moment das hexagonale Kristallgitter des Magnetmaterials thermodynamisch instabil. Wissenschaftler des Livermore National Laboratory konnten das Problem der Instabilität umgehen, indem sie dem Kristallgitter "stabilisierende" Nickelatome hinzufügten.

Anhand der Berechnungen der elektronischen Strukturmodelle des neuen SmCoNiFe3-Magneten wurde gezeigt, dass dieser Magnet eine Reihe bemerkenswerter magnetischer Eigenschaften besitzt und in vielen Anwendungsbereichen SmCo5- oder Neodym-Magnete ersetzen kann. "Dies ist eine sehr zeitgemäße Entdeckung", sagt Per Soderlind, leitender Forscher. Kobalt, sehr kostengünstig und verfügbar."

Derzeit warten die Forscher auf ein Patent für einen neuartigen Permanentmagneten, den sie entwickelt haben. Und nach Erhalt eines Patents werden sie mit der Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung solcher Magnete im industriellen Maßstab beginnen.

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