Ученые делают магниты дешевле, эффективней и «умней»

Ферромагнетики или, если говорить точнее, магниты — одни из самых востребованных материалов в современной электронике. Они есть практически в любом приборе – в телевизоре, в компьютере, в холодильнике, в автомобиле, в смартфоне.

При этом важно понимать, что в ферромагнитные сплавы входят дорогостоящие редкоземельные металлы (РЗМ), поэтому мощный и эффективный постоянный магнит — вещь недешевая. И сегодня перед учеными стоит задача придумать «рецепт» изготовления более дешевых магнитов, в состав которых либо вовсе не входят РЗМ, либо входит минимальное их количество.

Неодимовые магнитные диски — одна из самых популярных разновидностей магнитов, нашедшая широкое применение. В быту неодимовые диски можно встретить в магнитных замках, замочках в мебели и межкомнатных дверях. Также их используют для изготовления креплений: держателей кухонной утвари, крепежа полочек и т.д. В промышленности неодимовые магнитные диски применяются для изготовлении динамиков, электродвигателей и генераторов, сепараторов, измерительного и другого оборудования.

Известно также, что атомы легких элементов, такие, как бор, азот и углерод — входят в состав самых сильных магнитов.

Недавно в авторитетном научном журнале Intermetallics был опубликован уникальный результат работы коллектива ученых среди которых — сотрудник Института физико-математических наук и информационных технологий БФУ имени Канта и Карлова университета (Прага) Михаил Пауков. Исследование нацелено на решение задачи Федерального проекта «Развитие передовой инфраструктуры для проведения исследований и разработок в РФ» Национального проекта «Наука».

В основе поисковых магнитов лежит редкоземельный супермагнит на основе сплава неодима-железа-бора. Такой магнит способен притягивать и надежно удерживать металлические объекты весом в десятки раз превосходящих его собственную массу. С помощью поисковых магнитов успешно поднимают предметы внушительных габаритов со дна водоемов и проверяют замусоренные территории на предмет наличия черных металлов.

«Моя задача состояла в том, чтобы прогидрировать ферромагнитный сплав, состоящий из трех металлов — неодима, марганца и германия, — рассказывает Михаил. – Суть этой процедуры, если говорить просто, заключается в том, чтобы ввести в кристаллическую решетку (в междоузлия) исходного соединения атомы водорода. В какие-то соединения входит только один атом водорода на формульную единицу, в какие-то — несколько. Но, в любом случае, гидрирование может достаточно резко изменить свойства исходного вещества».

По словам Михаила, в сплав NdMnGe получилось ввести лишь один атом водорода на формульную единицу, но при этом полученный материал кардинальным образом изменил свои характеристики и обнаружил антиферромагнитические свойства. Сплав перестал быть магнитом.

Определив задачу, которую вы планируете решить с помощью магнита, подобрать необходимый можно, зайдя в магазин неодимовых магнитов.

«Как использовать полученные данные в практическом аспекте — пока не очень понятно, — признается ученый. — Возможно подобные материалы можно будет использовать как магниты, работающие в водородсодержащих средах и контролирующие содержание водорода в них. Пока по большому счету наша работа, что называется, «чистая фундаментальная наука».

Магниты могут иметь различные формы. Достаточно востребованными являются неодимовые призмы, ассортиментный ряд которых достаточно широк.

Но вряд ли стоит сомневаться в том, что процесс накопления знаний о ферромагнетиках рано или поздно приведет к прорыву в этой области, после которого человечество получит мощные, «умные» и недорогие магниты.

И исследования Михаила Паукова с коллегами определенно приближает этот момент.