Поделиться
В России создан сплав для производства мощных магнитов без редкоземельных элементов
Для производства постоянных магнитов, необходимых разным высокотехнологичным отраслям — от БПЛА до робототехники — российские ученые предложили сплав, способный заменить дорогостоящие редкоземельные элементы.
Замена редкоземам
Исследователи Университета МИСИС предложили улучшенный состав сплавов и режим обработки для экономичного получения постоянных магнитов, сообщил вуз на своем сайте.
Лучший результат по требуемым характеристикам показал сплава на основе марганца, алюминия и ванадия. В его образце после закалки и отжига доля магнитной фазы превысила 90%.
«Состав и режим охлаждения позволяют точнее управлять структурой материала. Мы выяснили, что добавление ванадия делает магнитную τ-фазу менее устойчивой: она формируется в более узком диапазоне составов и разрушается при более низкой температуре. Однако при сверхбыстрой закалке ванадий помогает получить эту фазу без дополнительной термообработки», — сказал Михаил Горшенков, доцент кафедры физического материаловедения, ведущий научный сотрудник центра инфраструктурного взаимодействия и партнерства MegaScience НИТУ МИСИС.
Новые свойства сплавов
В качестве альтернативы редкоземельным магнитам в ряде применений используют сплав на основе марганца и алюминия. Его магнитные свойства связаны с так называемой τ-фазой, но она нестабильна, легко разрушается при изменении температуры или условий обработки.
Ученые из МИСИС выяснили, что поведение такого сплава можно изменить, если добавить небольшое количество ванадия и изменить режим охлаждения — от обычной закалки до сверхбыстрого охлаждения расплава на вращающемся медном диске. Исследователи также отметили небольшой рост намагниченности ферромагнитной фазы.
«Еще одним интересным результатом является обнаружение гистерезиса температуры Кюри: температура фазового перехода ферромагнетик-парамагнетик при нагреве образца оказалась более чем на 100 градусов Цельсия выше, чем при охлаждении. При этом изменения кристаллической структуры материала не наблюдалось. Такой эффект нехарактерен для большинства ферромагнетиков и не наблюдался ранее на изучаемых нами сплавах», — добавила Анастасия Фортуна, ассистент кафедры физического материаловедения, НИТУ МИСИС.
Исследователи изучают этот эффект, так как он может быть полезен для производства различных датчиков.
Рынок постоянных магнитов
В 2024 г., по данным производителя радиоэлектроники АО НПП «Исток», как писал CNews в октябре 2025 г., объем российского рынка постоянных магнитов составил 739 тонн. Будущим драйвером его роста станет освоение производства БПЛА и робототехники. Развитие рынка сдерживают экспортные ограничения и ограниченная собственная добыча редкоземельных металлов (РЗМ).
Число российских производителей магнитов невелико, и сектор представляют несколько профильных предприятий и НИОКР-лабораторий. Есть технологии и отдельные производства, но покрытие внутреннего спроса, особенно по NdFeB-магнитам массового уровня, остается ограниченным; большая часть объемов и исходных материалов импортируется, причем ключевым внешним поставщиком для NdFeB на мировом рынке остается Китай.
В России разведанные запасы редкоземельных металлов оцениваются в 28,5 млн тонн. Наша страна владеет 17% от мировых запасов, но доля нашей добычи составляет менее 1% рынка производства РЗМ.
Короткая ссылка
