Les scientifiques ont découvert un outil potentiel pour améliorer la magnétisation et l'anisotropie magnétique, permettant d'améliorer les performances des aimants samarium-cobalt.

Les scientifiques, au Critical Materials Institute du Département de l'énergie des États-Unis au laboratoire Ames, en collaboration avec le Nebraska Center for Materials and Nanoscience et le Département de physique et d'astronomie de l'Université du Nebraska, identifié l'extinction par moment orbital comme l'outil possible, et rationalisé la trempe en termes de dépendance de la distribution des charges électriques dans les atomes de samarium.

Les aimants Sm-Co ont été les premiers aimants permanents de terres rares, et sont toujours les plus performants dans les applications où la résistance à la démagnétisation (sa coercivité) et les performances à haute température sont importantes.

Les scientifiques ont d'abord cherché à tester les limites de la substitution du fer à une partie du cobalt, tenter de rendre un aimant Sm-Co comparable en force aux aimants néodyme fer-bore (Nd-Fe-B), qui a un moment magnétique plus élevé.

"Le Critical Materials Institute (CMI) a pour objectif de découvrir des matériaux dont la force est comparable à celle des aimants en néodyme, mais avec la durabilité à haute température des aimants en samarium, " dit Durga Paudyal, Scientifique du laboratoire Ames et chef de projet pour la prédiction de l'anisotropie magnétique au CMI. "Nous cherchions à augmenter le moment magnétique de l'aimant Sm-Co standard."

La collaboration de recherche a conduit à la découverte que les substitutions de fer pouvaient aller jusqu'à 20 pour cent, en gardant intacte la coercitivité de l'aimant. La théorie informatique et les résultats de la modélisation ont montré que la structure électronique du Samarium dans le matériau peut violer la règle de Hund, qui prédit comment les électrons occupent les orbitales disponibles dans la structure atomique.

Les résultats de la recherche aideront les scientifiques à trier les paramètres du magnétisme dans les matériaux de terres rares, et aider à accélérer la découverte d'aimants potentiellement utiles à l'avenir.

La recherche est discutée plus en détail dans "Anisotropie et moment orbital dans les aimants permanents Sm-Co".