Постоянните магнити са най-важният компонент на промишлените продукти с висока добавена стойност, като например електродвигателите за електромобилите и роботите. Традиционните производствени процеси обаче са силно зависими от тежките редкоземни елементи, които се добиват предимно в Китай. За да преодолеят зависимостта от износа, южнокорейските учени в областта на материалите са разработили иновативен процес за производство на високопроизводителни постоянни магнити с използването само на леки редкоземни елементи.

Същността на усъвършенстваната технология, създадена от учени от Корейския институт по материалознание, е двуетапен процес на дифузия по границите на зърната. Дифузията по границите на зърната е ключовата технология, разработена за подобряване характеристиките на постоянните магнити. При този процес върху повърхността на магнита се отлагат тежки редкоземни материали, последвани от етап на високотемпературна топлинна обработка. По време на топлинната обработка тежките редкоземни елементи се разпростират по границите на зърната в магнита, като по този начин се подобрява коерцитивността – способността на магнита да запазва своето намагнитване.

Двуетапният процес на дифузия по границите на зърната, разработен от учените, включва първо термичното проникване на нов материал, съдържащ метал с висока температура на топене, в магнита, а след това охлаждането му при стайна температура. При втората стъпка евтиният лек редкоземен материал празеодим се инфилтрира отново в магнитите при висока температура.

Ключовото нововъведение на тази технология е способността ѝ да потиска необичайното уголемяване на зърната, съобщава EurekAlert. Нежеланото нарастване на зърната влошава ефективността на дифузията и магнитните характеристики. Учените успешно са се справили с този проблем, който преди това е бил основен ограничаващ фактор, като по този начин са подобрили ефективността на процеса.

Подобрената коерцитивност позволява на магнита да достигне класове на производителност от 45 SH до 40 UH, което е еквивалентно на търговските магнити, съдържащи тежки редкоземни елементи, въпреки че се използват само леки редкоземни елементи.

Ако тази технология достигне до масово производство, тя би могла да намали производствените разходи и същевременно да повиши производителността в отраслите с висока добавена стойност, които изискват високопроизводителни двигатели, като електромобилите, безпилотните летателни апарати и летящите коли.