Megfejtették a kozmikus mágnes előállításának titkát

Közösen szabadalmaztatja az osztrák tudományos akadémia és a Cambridge-i Egyetem kommercializációs vállalkozása azt a technikát, amellyel ritkaföldfém-ötvözetek nélkül lehet szupererős mágnest előállítani. A fejlesztéssel olcsóbbá válhatnak a szélturbinákba és elektromos autókba épített különleges mágnesek.

A ritkaföldfémek kiváltásának kulcsa a tetrataenitmeteoritok, amelyek a világűr körülményei között keletkező kozmikus mágnesek. A tetrataenitek anyaga egy vas–nikkel ötvözet, amely évmilliók alatt lehűlve különleges atomi szerkezetbe rendeződik. Ezt a különleges anyagszerkezetet először a hatvanas években tudták mesterségesen előállítani – az ötvözetet neutronokkal kellett bombázni hozzá, így ez a módszer alkalmatlan volt tömegtermelésre.

Amikor a brit és osztrák kutatók foszfor hozzáadásával módosították az ötvözetet, az anyagban dendritnek nevezett ágas szerkezetek keletkeztek, ezek belsejében bukkantak a diffrakciós mintázatú kristályszerkezetre. Mint kiderült, a tetrateanitstruktúra a foszfor mennyiségének gondos beállításával több mint tíz nagyságrenddel gyorsabban alakul ki – évmilliók helyett másodpercek alatt. Az eredmény önmagában olyan meglepő volt, hogy a kutatók szerint újra kell gondolni azt az elméletet is, hogy az ilyen meteoritok évmilliók alatt jönnek létre.

Annak, hogy az új eljárás feleslegessé teszi a neodímiummágneseket, komoly gazdasági és geopolitikai következményei vannak. A ritkaföldfémek legfőbb előállítója jelenleg a Kínai Népköztársaság, amely a globális piac 81 százalékát birtokolja. Az új mesterséges tetrataenit lényegében a high-tech ipar Kínától való függését enyhítheti, ha beválik a turbinákban és az elektromotorokban – ennek kipróbálásán jelenleg dolgoznak a szakemberek.

(Phys.org)