Международная группа исследователей из Кембриджского университета, Австрийской академии наук и Монтанского университета в Леобене разработала метод быстрого производства высокоэффективных магнитов, формирующихся внутри метеоритов. Новые материалы найдут применение в ветряных турбинах и электромобилях и составят конкуренцию редкоземельным элементам, основным поставщиком которых выступает Китай.
Тетратаенит, сплав железа и никеля с особой упорядоченной атомной структурой, является одной из наиболее перспективных альтернатив для редкоземельных магнитов, объясняют ученые. В естественных условиях он формируется в течение миллионов лет по мере того, как метеорит медленно остывает. Этот процесс приводит к формированию специфической кристаллической структуры, которая обеспечивает магнитные свойства.
Еще в 1960-х годах ученые впервые синтезировали этот материал. Для его создания они бомбардировали сплав железа и никеля нейтронами, чтобы создать нужную структуру. Недостаток этого метода состоит в том, что он не подходит для массового производства.
В новой работе исследователи нашли альтернативу, которая не требует охлаждения в течение миллионов лет или нейтронного облучения. Ученые изучили механические свойства сплавов железа и никеля, содержащих небольшое количество фосфора, элемента, который также присутствует в метеоритах.
Исследователи обнаружили, что фосфор, присутствующий в метеоритах, ускоряет движение атомов железа и никеля. Благодаря этому кристаллическая структура образуется на 11-15 порядков быстрее. Это значит, что в процессе обычного литья ее можно создать всего за несколько секунд.
Спрос на высокопроизводительные магниты существенно вырос с развитием технологий с нулевым выбросом углерода: электрического транспорта и зеленой энергетики. Хотя редкоземельные магниты на самом деле широко распространены на земле, их производство наносит большой ущерб экологии и на сегодняшний день основным поставщиком является Китай.
Ученые полагают, что новый метод поможет избежать зависимости от монополии одного поставщика и при этом избежать существенного ущерба для окружающей среды.
Читать далее:
Сигнал Starlink взломали, чтобы использовать его в качестве альтернативы GPS
«Хаббл» заглянул в «замочную скважину» Вселенной
НАСА раскрыло происхождение Хаумеи — самой загадочной планеты Солнечной системы
На обложке: Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons