โลหะผสมแม่เหล็กชนิดใหม่ช่วยให้ใช้งานในอุณหภูมิสูงได้

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวัสดุแห่งชาติได้ประกาศเมื่อไม่นานนี้เกี่ยวกับการพัฒนาโลหะผสมทรานซิชันธาตุหายากชนิดใหม่ที่สามารถทำงานได้อย่างเสถียรที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาในขณะที่ยังคงคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่แข็งแกร่งเอาไว้ได้ โลหะผสมชนิดใหม่เหล่านี้สามารถแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นมานานสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น ระบบทำความเย็นด้วยแม่เหล็ก ระบบทำความเย็นด้วยแม่เหล็ก และการจุดระเบิดเชื้อเพลิงฟอสซิลด้วยความช่วยเหลือของแม่เหล็กที่อุณหภูมิสูง

แม่เหล็กทั่วไปที่ใช้โลหะผสม NdFeB และ SmCo มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 300 องศา เนื่องจากแอนไอโซทรอปิกลดลงและการแพร่กระจายของธาตุหายากเพิ่มขึ้น เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์จึงผสมธาตุหายากกับโลหะทรานสิชั่นจำนวนมาก เช่น เหล็กและโคบอลต์ และปรับปรุงองค์ประกอบและการควบคุมโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมให้เหมาะสม พวกเขาพบว่าการเพิ่มจำนวนธาตุกึ่งโลหะ เช่น ซิลิกอนและอัล และการลดขนาดเกรนสามารถปรับปรุงเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

โลหะผสมที่พัฒนาขึ้นใหม่แสดงให้เห็นถึงพลังแม่เหล็กที่แข็งแกร่งแม้จะผ่านการอบด้วยความร้อนเป็นเวลานานที่อุณหภูมิ 600 องศา ผลิตภัณฑ์พลังงานสูงสุดที่อุณหภูมิ 500 องศายังคงสูงกว่า 10MGOe ซึ่งเทียบได้กับแม่เหล็ก NdFeB เชิงพาณิชย์ที่อุณหภูมิห้อง ต้นทุนของโลหะผสมเหล่านี้ยังต่ำกว่าเนื่องจากการใช้ธาตุหายากน้อยลง โลหะผสมเหล่านี้มีแนวโน้มที่ดีสำหรับการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ในอุปกรณ์และส่วนประกอบแม่เหล็กระดับไฮเอนด์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

อย่างไรก็ตาม การผลิตโลหะผสมใหม่เหล่านี้ในปริมาณมากในลักษณะที่ปรับขนาดได้และคุ้มต้นทุนยังคงเป็นเรื่องท้าทาย นักวิทยาศาสตร์เสนอแนะว่าเทคนิคการทำให้แข็งตัวอย่างรวดเร็วและโลหะผสมเชิงกลอาจช่วยเชื่อมช่องว่างระหว่างความสำเร็จในระดับห้องปฏิบัติการกับการใช้งานในอุตสาหกรรมได้ จำเป็นต้องมีความร่วมมือระหว่างประเทศและสาขาต่างๆ เพื่อเร่งการถ่ายโอนเทคโนโลยี

ความก้าวหน้าครั้งนี้จะนำไปสู่การผลิตแม่เหล็กทนอุณหภูมิสูงรุ่นใหม่ที่ไม่จำเป็นต้องเติมดิสโพรเซียมและเทอร์เบียมซึ่งมีราคาแพง การนำโลหะผสมใหม่เหล่านี้มาใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้นอาจช่วยลดการพึ่งพาวัสดุที่สำคัญ และปรับปรุงเสถียรภาพของห่วงโซ่อุปทานของผลิตภัณฑ์แม่เหล็กเชิงกลยุทธ์ โดยรวมแล้ว การค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างมากต่อเทคโนโลยีพลังงานและขับเคลื่อนที่ยั่งยืนขั้นสูง