В России создан сплав для производства мощных магнитов без редкоземельных элементов
Для производства постоянных магнитов, необходимых разным высокотехнологичным отраслям — от БПЛА до робототехники — российские ученые предложили сплав, способный заменить дорогостоящие редкоземельные элементы.
Замена редкоземам
Исследователи Университета МИСИС предложили улучшенный состав сплавов и режим обработки для экономичного получения постоянных магнитов, сообщил вуз на своем сайте.
Лучший результат по требуемым характеристикам показал сплава на основе марганца, алюминия и ванадия. В его образце после закалки и отжига доля магнитной фазы превысила 90%.
«Состав и режим охлаждения позволяют точнее управлять структурой материала. Мы выяснили, что добавление ванадия делает магнитную τ-фазу менее устойчивой: она формируется в более узком диапазоне составов и разрушается при более низкой температуре. Однако при сверхбыстрой закалке ванадий помогает получить эту фазу без дополнительной термообработки», — сказал Михаил Горшенков, доцент кафедры физического материаловедения, ведущий научный сотрудник центра инфраструктурного взаимодействия и партнерства MegaScience НИТУ МИСИС.
Новые свойства сплавов
В качестве альтернативы редкоземельным магнитам в ряде применений используют сплав на основе марганца и алюминия. Его магнитные свойства связаны с так называемой τ-фазой, но она нестабильна, легко разрушается при изменении температуры или условий обработки.
Постоянные магниты для электроники можно будет получать без использования дорогостоящих редкоземельных элементов
Ученые из МИСИС выяснили, что поведение такого сплава можно изменить, если добавить небольшое количество ванадия и изменить режим охлаждения — от обычной закалки до сверхбыстрого охлаждения расплава на вращающемся медном диске. Исследователи также отметили небольшой рост намагниченности ферромагнитной фазы.
«Еще одним интересным результатом является обнаружение гистерезиса температуры Кюри: температура фазового перехода ферромагнетик-парамагнетик при нагреве образца оказалась более чем на 100 градусов Цельсия выше, чем при охлаждении. При этом изменения кристаллической структуры материала не наблюдалось. Такой эффект нехарактерен для большинства ферромагнетиков и не наблюдался ранее на изучаемых нами сплавах», — добавила Анастасия Фортуна, ассистент кафедры физического материаловедения, НИТУ МИСИС.
Исследователи изучают этот эффект, так как он может быть полезен для производства различных датчиков.
Рынок постоянных магнитов
В 2024 г., по данным производителя радиоэлектроники АО НПП «Исток», как писал CNews в октябре 2025 г., объем российского рынка постоянных магнитов составил 739 тонн. Будущим драйвером его роста станет освоение производства БПЛА и робототехники. Развитие рынка сдерживают экспортные ограничения и ограниченная собственная добыча редкоземельных металлов (РЗМ).
Число российских производителей магнитов невелико, и сектор представляют несколько профильных предприятий и НИОКР-лабораторий. Есть технологии и отдельные производства, но покрытие внутреннего спроса, особенно по NdFeB-магнитам массового уровня, остается ограниченным; большая часть объемов и исходных материалов импортируется, причем ключевым внешним поставщиком для NdFeB на мировом рынке остается Китай.
В России разведанные запасы редкоземельных металлов оцениваются в 28,5 млн тонн. Наша страна владеет 17% от мировых запасов, но доля нашей добычи составляет менее 1% рынка производства РЗМ.
