p Otimizar o desempenho de materiais magnéticos macios requer uma compreensão da nanoestrutura e consideração da composição local de cada fase. Os pesquisadores correlacionaram com sucesso o estado de cristalização na liga à composição local com novo balanço de massa. A liga de composição (Fe ₆₅ Co ₃₅ ) _79,5 B ₁₃ Si ₂ Nb ₄ Cu _1,5 foi sintetizado e posteriormente tratado termicamente pelo grupo de pesquisa do Professor Michael McHenry da Carnegie Mellon University. A tomografia por sonda atômica (APT) foi então usada para caracterizar os vários estágios de cristalização em EMSL, o Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais. APT produziu mapas de átomos 3-D de todos os constituintes da liga (mostrados na capa IEEE Transactions on Magnetics). As concentrações locais de elementos obtidas através do APT foram então utilizadas em balanços de massa (quantificando os formadores de vidro em nanocristais, enriquecimento de formadores de vidro, e esgotamento de ferro e cobalto na fase amorfa). p Os materiais magnéticos moles não retêm seu magnetismo quando removidos de um campo magnético e são amplamente usados ​​para construir componentes magnéticos para motores, geradores de energia, e eletrônica de potência. "Suave" se refere à sua pequena coercividade, o que significa que podem ser facilmente magnetizados ou desmagnetizados. O desafio é desenvolver rotas escaláveis ​​para a produção de grandes quantidades de material magnético macio, ao mesmo tempo em que retém os recursos exclusivos em nanoescala responsáveis ​​pelas propriedades magnéticas suaves desejáveis.

p Melhorar o desempenho de materiais magnéticos macios em massa pode causar um grande impacto na conversão de energia e nas máquinas elétricas, porque 30 por cento da eletricidade consumida nos Estados Unidos é usada por motores elétricos, e 80 por cento de toda a eletricidade gerada está projetada para fluir através da eletrônica de potência até 2030. Materiais magnéticos macios de alto desempenho podem melhorar muito a eficiência da geração de eletricidade. Por exemplo, um aumento de 1 por cento na eficiência de geração de energia por meio de materiais magnéticos macios avançados pode resultar em 159 TWh de economia de energia.

p Um objetivo do MS ³ A iniciativa é desenvolver métodos para produzir materiais nanoestruturados a granel usando escalonáveis, processos econômicos baseados na compreensão dos princípios científicos subjacentes a esses processos. PNNL está usando novas técnicas de processamento para produzir materiais nanoestruturados a granel com recursos de tamanho nanométrico para uso em eletrônica de potência (ímãs macios), coleta de energia residual (termoelétrica), e carros / caminhões leves (materiais estruturais). Essas técnicas podem revolucionar nossa capacidade de fazer materiais de alto desempenho.