Seltene-Erden-freies magnetisches Material in massiver Form

Permanentmagnete sind entscheidende Komponenten für neue Energietechnologien. Aktuell werden vor allem hartmagnetische Werkstoffe auf Basis von Seltene-Erden-Elementen aufgrund ihrer ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften verwendet. Bei dieser Abhängigkeit von Seltene- Erden-Elementen steht viel auf dem Spiel, da diese aufgrund ihrer wirtschaftlichen Bedeutung und des Versorgungsrisikos nach wie vor ganz oben auf der Liste der kritischen Mineralien der EU und der USA stehen. Kurz und knapp: Es besteht die Notwendigkeit eines innovativen Forschungsansatzes zur Entwicklung Seltene-Erden-Elementen freier magnetischer Materialien. a-MnBi ist ein hartmagnetisches Material, das frei von Seltene-Erden-Elementen ist. Es sind jedoch zwei große Nachteile bekannt. Erstens ist die Herstellung ausreichender Mengen der a-MnBi-Phase eine schwierige Aufgabe. In diesem Projekt schlagen wir daher einen neuen Ansatz zur Herstellung vor: zyklisches Walzen in Kombination mit magnetischem Glühen. Der zweite Nachteil ist, dass die a-MnBi-Phase selbst eine geringe Sättigungsmagnetisierung aufweist. Dieser Nachteil wird durch die Herstellung von magnetischen Nanokompositen mit spezieller Architektur behoben. Bisher gibt es noch keine technologische Anwendung von magnetischen Nanokompositen, da dieses Konzept nur bei dünnen Schichten oder Pulvern erfolgreich angewendet wurde. Wenn man an Anwendungen für Elektromotoren denkt, sind definitiv größere Dimensionen (mindestens im Millimeterbereich) erforderlich. In diesem Projekt wird ein neuer Weg versucht, um magnetische Nanokomposite in größeren Dimensionen herzustellen, indem zuvor hergestellten a-MnBi Materialien mit verschiedenen magnetischen Materialien verarbeitet werden. Im Idealfall wird unser Projekt zur Einführung einer neuen Herstellungstechnologie für Seltene- Erden-Elementen freie Magnete führen. Das Konzept wird es ferner ermöglichen, die magnetischen Eigenschaften maßzuschneidern. Es wäre möglich die Materialeigenschaften so zu gestalten, dass das magnetische Material für eine bestimmte Anwendung am besten geeignet ist.