Специалиты НИТУ МИСИС приблизили создание мощных магнитов без использования редкоземельных элементов. В фокусе их внимания оказался сплав на основе марганца и алюминия — перспективная альтернатива существующим решениям для электромашиностроения и транспортных систем. Основная проблема этого материала заключается в нестабильности его магнитной τ-фазы, которая легко разрушается при изменении температуры или условий обработки.
Ученые выяснили, как добавление небольшого количества ванадия и разные режимы охлаждения (от обычной закалки до сверхбыстрого охлаждения расплава на вращающемся диске) влияют на поведение сплава. В работе рассматривались составы с содержанием марганца в диапазоне 51–55%.
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
Наилучший результат показал сплав Mn₅₃Al₄₄V₃. В литом образце после закалки и отжига доля магнитной фазы превысила 90%. В тонких металлических лентах, полученных сверхбыстрым охлаждением, высокая доля этой фазы образовывалась сразу, что упрощает технологию производства.
Отдельное открытие касается эффекта гистерезиса температуры Кюри: температура перехода из ферромагнитного в парамагнитное состояние при нагреве оказалась более чем на 100 °C выше, чем при охлаждении. «Мы предполагаем, что это связано с механизмом первого рода. Сейчас изучаем эффект для возможного использования в датчиках», — отметила Анастасия Фортуна, ассистент кафедры физического материаловедения. Результаты работы опубликованы в Journal of Magnetism and Magnetic Materials.
Ранее ученые из университета Цукуба (Япония) представили эффективные сгибаемые батарейки без драгметаллов.
