Синтез и комплексное исследование магнитожестких материалов на основе наночастиц Nd-(Fe, Co) с улучшенными функциональными свойствами

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-72-20071

НазваниеСинтез и комплексное исследование магнитожестких материалов на основе наночастиц Nd-(Fe, Co) с улучшенными функциональными свойствами

Руководитель Огнев Алексей Вячеславович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" , Приморский край

Конкурс №31 - Конкурс 2019 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-207 - Магнитные явления

Ключевые слова Магнитожесткие материалы, легирование, фазовый состав, магнитные свойства, химический синтез

Код ГРНТИ29.19.39

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Развитие современных технологий, такие как робототехника, автономный транспорт и малые летательные аппараты, электротранспорт, экологически чистая энергетика и другие направления, сложно представить без сильных постоянных магнитов, которые используются в электроприводах и генераторах. Наиболее энергоемкими являются магнитожесткие материалы с редкоземельными элементами. К сожалению, несмотря на попытки полностью отказаться от редкоземельных металлов заменителей им не найдено. Но возросшие требования к уровню функциональных свойств могут быть достигнуты совершенствованием триады: состав, структура и размерность. В данном проекте с помощью легирования, наноструктурирования и искрового плазменного спекания будут разработаны научно-технологические основы создания магнитных материалов из нанопорошков на основе Nd-Fe-B, но с добавками празеодима и кобальта. При этом будут разработаны научные основы энергоэффективной технологии синтеза нанопорошков Nd2(Fe,Co)14B и (Nd,Pr)2(Fe,Co)14B и технологии получения магнитожестких материалов с помощью искрового плазменного спекания. Основной упор будет сделан на расширение температурного диапазона эксплуатации магнитных материалов. Сейчас низкотемпературные применения магнитов Nd-Fe-B ограничены 135 К. При более низких температурах происходит спин-переориентацинный переход с изменением типа магнитной анизотропии и уменьшением ее величины. Создание магнитов сохраняющих свои характеристики при температурах ниже 77 К позволит использовать их совместно со сверхпроводниками. В области высоких температур рабочая температура магнитов Nd-Fe-B фактически ограничена 370 К, что сужает область их применения. Поиск оптимальных параметров нанопорошков, а также условий спекания для достижения максимума межзеренного обменного взаимодействия, увеличения гистерезисных характеристик и повышения магнитной энергии (BH)max позволит разработать ресурсосберегающие технологии синтеза магнитожестких материалов. Проведенные комплексные исследования на приборной базе ДВФУ и Физико-технологического инфраструктурного комплекса Института физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук с привлечением специалистов Лаборатории ферромагнитных сплавов из ИФМ УрО РАН позволит впервые получить результаты мирового уровня о фазовом составе и магнитных свойствах наноструктурированных магнитных материалов Nd2(Fe,Co)14B и (Nd,Pr)2(Fe,Co)14B.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Папынов Е.К., Драньков А.Н., Ткаченко И.А., Буравлев И.Ю., Майоров В.Ю., Меркулов Е.Б., Федорец А.Н., Огнев А.В., Самардак А.С., Дренин А.С., Тананаев И.Г. Synthesis and sorption characteristics of magnetic materials based on cobalt oxides and their reduced forms Russian Journal of Inorganic Chemistry (год публикации - 2020)

Публикации

1. Е. К. Папынов, А. Д. Номеровский, А. С. Азон, В. О. Главинская, И. Ю. Буравлев, , А. В. Огнев, А. С. Самардак, А. Н. Драньков, С. Г. Красицкая, И. Г. Тананаев Macroporous Magnetic Iron Oxides and Their Composites for Liquid-Phase Catalytic Oxidation Russian Journal of Inorganic Chemistry, 65 (11), pp. 1642-1653 (год публикации - 2020)
10.1134/S0036023620110157

2. G. Ahmadpour, А.Ю. Самардак, F. Nasirpouri, А.С. Самардак, А.В. Огнев Preparation and Structure of Oxide and Reduced Nd(Fe1-xCox)B Nanoparticles Solid State Phenomena, 312, 288–294 (год публикации - 2020)
10.4028/www.scientific.net/SSP.312.288

3. G. Ahmadpour, F. Nasirpouri, А.Ю. Самардак, В.В. Короченцев, И.С. Осмушко, А.А. Комиссаров, А.С. Самардак, А. Огнев A systematic demonstration of Pechini-type chemical synthesizing of Nd-(Fe1-xCox)-B oxide magnetic precursor particles for sustainable reproduction of efficient neodymium-base magnets Journal of Materials Chemistry C (год публикации - 2021)

Публикации

1. Шефер Р., Оппенир П.М., Огнев А.В., Самардак А.С., Солдатов И.В. Analyzer-free, intensity-based, wide-field magneto-optical microscopy Applied Physics Reviews, 8, 031402 (2021) (год публикации - 2021)
10.1063/5.0051599

2. Г. Ахмадпур, А.Ю. Самардак, В.В. Короченцев, И.С. Осьмушко, В.Ю. Самардак, А.А. Комиссаров, Д.С. Штарев, А.С. Самардак, А.В. Огнев, Ф. Насирпури Microstructure, composition and magnetic properties of Nd-(Fe1-xCox)-B oxide magnetic particles synthesized by Pechini-type chemical method Advanced Powder Technology, Volume 32, Issue 11, Pages 3964-3979 (год публикации - 2021)
10.1016/j.apt.2021.08.040

3. Артур Драньков, Олег Шичалин, Евгений Папынов, Алексей Номеровский, Виталий Майоров, Владимир Печников, Андрей Иванец, Игорь Буравлев, София Ярусова, Алексей Завьялов, Алексей Огнев, Валерия Балыбина, Алексей Лембиков, Иван Тананаев, Николай Шапкин Hydrothermal synthesis, structure and sorption performance to cesium and strontium ions of nanostructured magnetic zeolite composites Nuclear Engineering and Technology (год публикации - 2021)
10.1016/j.net.2021.12.010

4. Самардак В.Ю., Азон С.А., Самардак А.Ю., Папынов Е.К., Самардак А.С., Огнев А.В. NdFeCo-based Nanoparticles for Biomedical Applications International Journal of Biomedicine., 2021;11 Suppl 1: S14, P-7 (год публикации - 2021)
10.21103/IJBM.11.Suppl_1.P7

5. Огнев Алексей, Самардак Александр, Печников Владимир, Папынов Евгений SPS Temperature Influence on the Composition, Structure and Magnetic Properties of Hematite Ceramics Materials Science Forum, Vol. 1045, pp 102-108 (год публикации - 2021)
10.4028/www.scientific.net/MSF.1045.102

Публикации

1. Cаху А.К., Челване Дж.А., Самардак А.Ю., Огнев А.В., Самардак А.С., Госал П., Моханти Дж. Tuning magnetic interaction between two identical perpendicularly magnetized layers by a nonmagnetic spacer layer Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 563, 169911 (год публикации - 2022)
10.1016/j.jmmm.2022.169911

2. М.И. Собиров, А.Ю. Самардак, С. Р. Потапова, М. Б. Карибов, К. А. Рогачев, А. В. Огнев, А. С. Самардак FORC-investigation of magnetic properties of Ni nanowire arrays synthesized using Al2O3 templates with different order of pores St. Petersburg State Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics, Vol. 15, No. 3.1, p.113 (год публикации - 2022)
10.18721/JPM.153.119

3. В. Ю. Самардак, С. А. Азон, А. Ю. Самардак, Е. К. Папынов, А. С. Самардак, А. В. Огнев Effect of Co substitution on the microstructure and magnetic properties of Nd-(Fe1–x Cox )-B particles synthesized by a modified Pechini-type chemical method St. Petersburg Polytechnic University Journal - Physics and Mathematics, v.15, 3.1, p.38 (год публикации - 2022)
10.18721/JPM.153.106

4. Самардак В.Ю., Харитонов В.Н.,· Белов А.А., · Шичалин О.О.,· Папынов Е.К., Протасов А.В., Сташкова Л.А.,· Куранова Н.Н.,· Пушин В.Г.,· Самардак А.С., Огнев А.В. Structure, Composition and Magnetic Properties of Nd‑(Fe,Co)‑B Hard Magnetic Copper‑Doped Powders Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 35, 1703–1708 (год публикации - 2022)
10.1007/s10948-022-06185-w

5. Папынов Е.К., Шичалин О.О., Белов А.А., Печников В.С., Огнев А.В., Шкуратов А.Л., Буравлев И.Ю., Дворник М.И., Чигрин П.Г., Власова Н.М., Федорец А.Н., Азон С.А., Капустина О.В., Лембиков А.О. Spark plasma sintering for cesium containing magnetic zeolite spent sorbent solidification Materials Chemistry and Physics (год публикации - 2023)