Cientistas do Instituto Nacional de Materiais anunciaram recentemente o desenvolvimento de novas ligas de metais de transição de terras raras que podem operar de forma estável em temperaturas acima de 500 graus, mantendo fortes propriedades magnéticas. Essas novas ligas resolvem um desafio de longa data para aplicações como refrigeração magnética, sistemas de resfriamento magnético e ignição de combustível fóssil assistida magneticamente em altas temperaturas.
Ímãs convencionais baseados em ligas de NdFeB e SmCo exibem propriedades magnéticas reduzidas acima de 300 graus devido à anisotropia reduzida e difusão acelerada de elementos de terras raras. Para lidar com esse problema, os cientistas ligaram elementos de terras raras com metais de transição abundantes, como ferro e cobalto, e otimizaram a composição e o controle da microestrutura das ligas. Eles descobriram que aumentar o número de metaloides como Si e Al e reduzir o tamanho do grão poderia efetivamente melhorar a estabilidade em altas temperaturas.
As ligas recentemente desenvolvidas demonstraram forte magnetismo mesmo após envelhecimento térmico de longo prazo a 600 graus. Seu produto de energia máxima a 500 graus permaneceu maior que 10MGOe, comparável aos ímãs comerciais de NdFeB em temperatura ambiente. O custo dessas ligas também é menor devido ao uso reduzido de elementos de terras raras. Elas mostram perspectivas promissoras para comercialização em dispositivos magnéticos de ponta e componentes operando em ambientes extremos.
No entanto, a produção em massa dessas novas ligas de forma escalável e econômica continua desafiadora. Os cientistas sugeriram que técnicas de solidificação rápida e liga mecânica poderiam preencher a lacuna entre o sucesso em escala de laboratório e a aplicação industrial. Colaborações entre países e disciplinas para acelerar a transferência de tecnologia são necessárias.
Esta descoberta abre caminho para a próxima geração de ímãs de alta temperatura que não exigem adições caras de disprósio e térbio. A adoção mais ampla dessas novas ligas pode reduzir a dependência de materiais críticos e melhorar a estabilidade da cadeia de suprimentos de produtos magnéticos estratégicos. No geral, esta descoberta tem implicações significativas para tecnologias avançadas de energia sustentável e propulsão.
