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Eine neue Generation von Magneten

Forscher haben Dauermagneten auf der Basis von Nanopartikeln entwickelt. Die innovativen Werkstoffe können dazu beitragen, leistungsfähigere Motoren für die Windenergie und für andere Anwendungen innerhalb der erneuerbaren Energien voranzutreiben.
Eine neue Generation von Magneten
In vielen Anwendungsbereichen in der Energieerzeugung und -kontrolle spielen Magneten eine wichtige Rolle. Man benötigt jedoch eine neue Generation von Dauermagneten, um die Entwicklungen in der Windturbinen-, Elektrofahrzeug- und Raumfahrttechnik voranzutreiben.

Das Projekt "High performance nanostructure permanent magnets" (NANOPERMAG), das von der EU finanziert wurde, wandte einen "Bottom-up-Ansatz" an, um eine neue Klasse anisotroper Nanokomposit-Magneten für bislang unerreichbare energiereiche Produkte zu entwickeln.

Die Projektinnovationen hingen davon ab, ob hartmagnetische lanthanoide intermetallische Nanopartikel hergestellt werden konnten. Die Entwicklungen konzentrierten sich auf die Nanopartikel Sm-Co, Nd-Fe-B und Sm-Fe-N, die kleiner als 150 Nanometer (nm) sind, sowie auf Weichpulver auf der Basis von Fe(Co)-Nanopartikeln im Bereich von 15 – 30 nm, die über eine hohe Magnetisierung verfügen. Zu den Fertigungstechniken gehörten die Bestäubung durch Ionenbeschuss, die mechanochemische Synthese und tensidunterstütztes Mahlen.

Das Projektteam entwickelte mithilfe von mikromagnetischen Kalkulationen verschiedene Architekturen. Auf der Basis von Partikelgröße und -form, geometrischer Anordnung der harten und weichen Nanopartikel und harten/weichen Strukturen mit Kern/Schalen-Morphologie optimierten die Forscher die Leistung.

Die Ergebnisse von NANOPERMAG sollten den Technikstand auf diesem Gebiet grundlegend nach vorn bringen und die Entwicklung einer neuen Generation von Dauermagneten vorantreiben. Nach Einschätzung des Projektteams werden die Magnete eine Verdopplung des (BH)max erzielen können – dem Maß für magnetische Feldstärke – und ihn bis auf 800 Kilojoule/Kubikmeter anheben.

Dieser bedeutende Fortschritt hat das Potenzial, die Entwicklungen auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien voranzutreiben und neue Bereiche für viele weitere Anwendungen mit hohem Nutzen für die Gesellschaft zu eröffnen.

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