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FP7

ExMaMa Ergebnis in Kürze

Project ID: 329386
Gefördert unter: FP7-PEOPLE
Land: Deutschland

Neue Materialien als Ersatz für Seltenerdmagnete

Trotz deren häufiger Verwendung in elektronischen und medizinischen Bildgebungsgeräten gestaltet sich der Bezug von Seltenerdelementen als schwierig. Neue chemisch stabile Zusammensetzungen magnetischer Materialien, die nicht aus Seltenerdelementen bestehen, könnten dieses Angebotsproblem lösen.
Neue Materialien als Ersatz für Seltenerdmagnete
Seltenerdelemente sind eine Sammlung von siebzehn Elementen im Periodensystem; Scandium, Yttrium sowie 15 Lanthanoide. Diese weisen magnetische und leitende Eigenschaften auf, die nirgendwo sonst in der aktuellen Tabelle chemischer Elemente anzutreffen sind.

Die stärksten Seltenerddauermagneten bestehen heute aus Neodym, Eisen und Bor. Diese werden gemeinhin in Computerlaufwerken verwendet und sind ein Bestandteil von Antriebsmechanismen für Elektro- und Hybridmotoren. Neodymmagneten sind ebenfalls wichtig für medizinische Anwendungen wie etwa Magnetresonanzbildgebungsverfahren.

Während die Nachfrage nach Seltenerdelementen explodiert, werden diese fast ausschließlich in China abgebaut. Das EU-finanzierte Projekt EXMAMA (Exploring new magnetic materials from first-principles) zielte auf die Identifizierung praktischer Alternativen für kritische Anwendungen ab, welche auf starke Dauermagnete angewiesen sind.

Diese neuen umweltfreundlichen magnetischen Materialien sollen keine Seltenerdelemente enthalten, um sicherzustellen, dass deren Herstellungsweg keinen internationalen Handelseinschränkungen unterliegt. Zu diesem Zweck wandten die EXMAMA-Wissenschaftler einen Bottom-up-Ansatz für den Entwurf von Materialien an, der auf hochmodernen theoretischen Werkzeugen basiert.

Aufbauend auf ab-initio-Berechnungen führten die Wissenschaftler eine systematische theoretische Untersuchung der Mikrostruktur und der magnetischen Eigenschaften einer Vielzahl von Materialien mit stabiler chemischer Zusammensetzung durch. Dies war bei der Identifizierung eines neuen Materials mit magnetischen Eigenschaften behilflich, die mit denen von Seltenerdmagneten vergleichbar sind.

Ferner lag die vorhergesagte Curie-Temperatur in einer Ordnung von 1000 Grad Kelvin. Folglich wird damit gerechnet, dass dieses neu entworfene Material die bestehende Samarium-Cobalt-Magnettechnik übertrifft und eine neue Nische für diese Materialien in Anwendungsbereichen schafft, in denen bei hohen Betriebstemperaturen eine hohe magnetische Stärke erforderlich ist.

Die Synthese dieser neuen Magnete wird derzeit im Rahmen des EXMAMA-Projekts von Kollegen in Deutschland, Japan und der Schweiz untersucht.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Seltenerdmagnet, Dauermagnet, Neodym, Curie-Temperatur
Datensatznummer: 181113 / Zuletzt geändert am: 2016-04-26
Bereich: Industrielle Technologien
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