NIMS e Tohoku Gakuin University desenvolveram um Sm anisotrópico dopado com boro (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ filme fino contendo apenas uma pequena quantidade de elementos de terras raras. O composto exibiu 1,2 tesla de coercividade, suficiente para uso em motores elétricos automotivos. Isso foi conseguido através da criação de uma nanoestrutura granular única em que Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ os grãos são uniformemente envolvidos por uma fase amorfa de contorno de grão de aproximadamente 3 nm de espessura. Este composto exibiu propriedades magnéticas superiores às dos ímãs baseados em Nd-Fe-B, mesmo quando processado em um filme fino.

Demanda por tecnologias verdes que podem ajudar a reduzir o CO ₂ emissões (por exemplo, motores elétricos para veículos ecológicos e geração de energia eólica) vem crescendo, levando ao rápido aumento da demanda por ímãs permanentes de alto desempenho necessários para essas tecnologias. Os ímãs sinterizados à base de Nd-Fe-B atualmente em uso são compostos não apenas de neodímio de elemento de terra rara, mas também de um elemento de terra rara pesado:disprósio. Devido aos riscos geopolíticos associados à aquisição desses materiais, o desenvolvimento de novos ímãs que não dependam dos elementos escassos é desejável. SmFe anisotrópico ₁₂ Compostos à base de compostos contendo quantidades relativamente pequenas de elementos de terras raras foram estudados quanto ao seu potencial para servir como um candidato alternativo eficaz para os ímãs permanentes de próxima geração. Em 2017, O NIMS confirmou que os compostos de samário-ferro-cobalto (Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ ) são superiores aos ímãs de neodímio em termos de vários parâmetros magnéticos importantes:magnetização, anisotropia magnetocristalina e temperatura de Curie. Contudo, estudos anteriores haviam descoberto que a coercividade desses compostos - outro parâmetro importante para ímãs práticos - era inadequada.

Este grupo de pesquisa se concentrou no fato de que os ímãs de neodímio de alto desempenho com alta coercividade possuem uma microestrutura multifásica na qual Nd ₂ Fe ₁₄ Os microcristais B são dispostos em uma direção e individualmente envolvidos por uma fase amorfa de aproximadamente 3 nm de espessura. O grupo então tentou desenvolver uma microestrutura semelhante na qual Sm individual (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ os grãos são uniformemente envolvidos por uma fina camada de uma fase amorfa. Neste projeto de pesquisa, o grupo dopou Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ com boro, fabricando assim uma microestrutura nanogranular na qual Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ as nanopartículas são uniformemente circundadas por uma fase amorfa de aproximadamente 3 nm de espessura. Além disso, este composto tem uma microestrutura granular anisotrópica, permitindo que ele exiba uma magnetização remanescente maior do que aquela exibida por outros SmFe ₁₂ à base de compostos com microestruturas granulares isotrópicas. Como resultado, este composto exibiu uma grande coercividade de 1,2 T combinada com uma grande magnetização remanente de 1,5 T, muito maior do que o SmFe desenvolvido anteriormente ₁₂ à base de compostos magnéticos.

Este Sm (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ composto com um anisotrópico, A microestrutura multifásica provou ter uma coercividade muito alta, mesmo quando processado em um filme fino. Ele pode servir como um novo ímã capaz de superar os ímãs de neodímio. Sm anisotrópico previamente estudado (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ compostos exibiram coercividade significativamente menor do que o composto desenvolvido nesta pesquisa. Os mecanismos subjacentes que levam à realização de uma alta coercividade descobertos nesta pesquisa podem ser aplicáveis ​​a ímãs em massa com o objetivo de desenvolver Sm anisotrópico prático (Fe _0,8 Co _0,2 ) ₁₂ ímãs com alta coercividade.