Ames Lab团队通过微结构工程改进无稀土MnBi磁体

美国能源部关键材料研究所 (CMI) 和艾姆斯国家实验室的研究人员改进了一种无稀土永磁材料的性能，并证明该工艺可以升级用于制造。研究人员开发了一种基于微结构工程制造锰铋 (MnBi) 磁体的新方法。这一过程是朝着制造不使用稀土的紧凑、节能电机迈出的一步。相关研究发表在《磁性与磁性材料杂志》上。

用于电机的永磁体需要高能量密度或高水平的磁性和矫顽力。矫顽力是磁铁保持其当前磁性水平的能力，尽管暴露于高温和可能使其退磁的外部影响。

MnBi 的挑战在于，传统的制造方法需要高温才能将单个材料转变为大磁铁。必要的热量降低了磁体的能量密度。为了解决这个问题，该团队开发了一种替代工艺。

研究人员从每种材料的非常细的粉末开始，这增加了起始磁能水平。接下来，他们使用温热方法而不是高温方法来形成磁体。最后，他们新工艺的关键是添加一种非磁性成分，以防止谷物颗粒相互接触。这种称为晶界相的附加元素为磁体提供了更多的结构，并保持穿过单个粒子/晶粒的磁性不会相互影响。

热温度对MnBi磁性的影响是独特的。研究人员预计矫顽力和磁性会随着温度的升高而降低，这对于大多数磁性材料都是如此。然而，对于 MnBi，温和的温度增加了矫顽力并降低了磁化强度。与其他已知磁体相比，这种增加的矫顽力有助于在高温下保持磁体更稳定。获 取 更多前沿科技?研究 进展访问：https://byteclicks.com

与实验室开发的典型小磁铁相比，该团队还专注于制造更大的磁铁。扩大磁铁的尺寸有助于向制造公司证明他们可以以商业规模制造大型磁铁。

该团队目前正在与PowderMet Inc.合作，使用他们正在申请专利的技术来大规模生产用于新型电动机的 MnBi 磁体。该项目由美国能源部小企业创新研究计划资助。该项目已进入二期。

这张图片显示了实验室中构建的越来越大的磁铁，展示了该过程是如何升级的。

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