Созданный в лаборатории аналог «космического магнита» является альтернативой магнитам из редкоземельных элементов

Фрагмент метеорита с тетраэнитом

Во многих наших электронных и бытовых устройствах используются узлы и механические детали, изготовленные из редкоземельных элементов. Не исключением являются и более крупногабаритные вещи, турбины ветряных генераторов, двигатели электромобилей, в которых применяются сильные магниты. Несмотря на их название, редкоземельные элементы на самом деле не столь редки, однако их добыча, извлечение и очистка являются сложными процессами, наносящими непоправимый ущерб экологической обстановке.

Поэтому различные группы ученых занимаются проблемой использования редкоземельных элементов с разных сторон. Одни ищут пути их извлечения для повторного использования из старых батарей, электроники и даже из сточных вод. А другие ученые работают в направлении замены редкоземельных элементов другими материалами, способными выполнять те же самые функции.

В последнем направлении работает группа ученых из Кембриджа, которые исследуют так называемый тетраэнит (tetrataenite, L10 Fe50Ni50), необычный сплав железа и никеля, атомы которых организованы в виде сложной трехмерной структуры. Именно эта структура придает тетраэниту сильные магнитные свойства, схожие со свойствами магнитов из редкоземельных металлов.

Структура тетраэнита

Проблема заключается в том, что тетраэнит в природе встречался только в обломках метеоритов, упавших на Землю. Ученые считают, что формирование кристаллической структуры тетраэнита в космосе происходило в течение миллионов лет. В лабораторных условиях он синтезируется гораздо быстрее, но найденные ранее методы его синтеза совершенно не подходят для условий массового производства.

При более тщательном исследовании образцов метеоритного тетраэнита ученые нашли в составе этого материала атомы фосфора. Как показали результаты математического моделирования, именно атомы фосфора несут ответственность за необходимое взаимное расположение атомов железа и никеля в кристаллической решетке. Дальше все оказалось совсем просто, ученые смешали порошки железа, никеля и фосфора в необходимых пропорциях, расплавили все это и обнаружили, что кристаллы тетраэнита сформировались в таких условиях за считанные секунды, минимум в 15 раз быстрей, чем этого удавалось добиться ранее.

Ученые считают, что данное достижение даст людям в ближайшем будущем весьма хорошую альтернативу магнитам из редкоземельных металлов. А пока им предстоит проделать еще массу работы по точному подбору параметров процесса синтеза этого материала и по более точным исследованиям его магнитных свойств, механических и других параметров.

Ключевые слова:
Редкоземельный, Элемент, Металл, Магнит, Альтернатива, Тетраэнит, Железо, Никель, Фосфор, Метеорит

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Новый магнитный материал позволит сделать менее дорогими электрические автомобили, ветрогенераторы и многое другое
  • Некоторые виды бактерий могут использоваться для извлечения драгоценных металлов из промышленных отходов.
  • Ученые наделили магнетизмом изначально немагнитные материалы
  • Получены первые цветные изображения, сделанные электронным микроскопом
  • Создан самый стабильный магнит, состоящий из единственной молекулы
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Машины-монстры: Новый электронный микроскоп, способный снимать видео на субатомном уровне и вырабатывающий 4 терабайта данных каждую минуту
    Специалисты Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли разработали новый электронный датчик, способный производить захват видео процессов, происходящих на атомарном и субатомном уровне. Скорость работы ...
    Результаты эксперимента Muon g-2 идут вразрез с фундаментальной физикой
    Буквально на днях представители международной группы ученых, задействованных в проведении эксперимента Muon g-2 Experiment в стенах Национальной лаборатории имени Ферми, опубликовали результаты своих исследований, ...
    Машины-монстры: Ampere — новый электродвигатель, демонстрирующий рекордные энергетические показатели
    Сотрудничество между британскими компаниями Equipmake и HiETA привело к появлению на свет нового электродвигателя, демонстрирующего рекордные на сегодняшний день энергетические показатели. Этот электродвигатель, получивший ...
    Создан сверхпроводящий магнит для ускорителей частиц следующего поколения с рекордной скоростью нарастания поля
    Различные виды электромагнитов играют одну из самых ключевых ролей в области современной физики. Создаваемые ими магнитные поля удерживают плазму в камерах экспериментальных термоядерных реакторов, ...
    Физикам впервые удалось создать конденсат Бозе-Эйнштейна, состоящий из квазичастиц
    Ученым-физикам впервые в истории науки удалось создать пятое экзотическое состояние материи, называемое конденсатом Бозе-Эйнштейна, состоящее исключительно из квазичастиц, образований, не являющихся элементарными частицами, но ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика