Una nueva generación de imanes permanentes de alto rendimiento que no se basan en elementos de tierras raras
La investigación surge del interés científico, pero también de la necesidad de ciertas industrias, como las de los automóviles eléctricos y la energía eólica, entre otras. El sector de los imanes permanentes (PM) de metales térreos supone más de un 60 % del total del mercado de imanes, y asciende a más de 6 000 millones de dólares. El restante está conformado mayoritariamente por ferritas y la familia de aleaciones de hierro de aluminio, níquel y cobalto (AlNiCo). Existen algunas familias de PM. Los PM de mayor utilidad se basan en elementos de tierras raras. Los imanes de neodimio hierro y boro son una buena alternativa, pero son de alto coste y su temperatura operativa máxima es de tan sólo 200 °C. Para temperaturas operativas más altas, a costes incluso más altos, se encuentran disponibles las familias de samario-cobalto a 1:5 y 2:17. El objetivo del proyecto REFREEPERMAG (Rare earth free permanent magnets) fue diseñar y fabricar PM de última generación sin utilizar materiales estratégicos críticos y aplicando estrategias de nanotecnología. El primer paso incluye modelos teóricos que utilizan un estudio combinatorio de las nanoestructuras más prometedoras para alcanzar un alto rendimiento. Se utilizaron diferentes estrategias físicas y químicas para la síntesis y fabricación de materiales innovadores, incluidas la síntesis combinada de películas delgadas y la síntesis de nanoalambres de polioles modificados, el electrodepósito, la coprecipitación, el sol-gel y la electroquímica. El proyecto también caracterizó en detalle estos materiales en lo que respecta a sus propiedades estructurales, microestructurales, magnéticas y de transporte. Las medidas utilizadas incluyeron la composición del material, la cristalografía y morfología de la superficie y el comportamiento de transporte térmico y eléctrico. Se seleccionaron los materiales con mejor rendimiento para la fabricación de dispositivos reales, y los socios industriales están observando el rendimiento de estos dispositivos en sus áreas de conocimiento específicas. Los diseños de dispositivos con mejor rendimiento se prepararán para expedir licencias y para la producción comercial orientada a aplicaciones especializadas.
Palabras clave
Imanes permanentes, elementos de tierras raras, ferritas, AlNiCo, REFREEPERMAG
