Forskare har utvecklat nya superstarka permanenta magneter genom att kombinera data- och forskardriven processdesign. Dessa magneter använder järnbaserade högtemperatursupraledare, vilket ger dem unika topologiska och supraledande egenskaper. Den nya metoden har resulterat i en bulk Ba0.6K0.4Fe2As2-magnet som är 2,7 gånger starkare än tidigare rapporterade magneter.
Användning av maskininlärning för optimering
Forskarna använde maskininlärning (AI) för att hantera de komplexa mikrostrukturerna hos polykrystallina material. Genom att kombinera forskarstyrd och datadriven processdesign har de kunnat skapa en magnet med ett magnetfält som överstiger 0,1 ppm/h stabilitet, vilket är avgörande för medicinsk magnetresonanstomografi (MRI).
Nanostrukturanalys
Nanostrukturanalysen avslöjade att högtäthetsdefekter och en polariserad fördelning av korngränsavstånd är de främsta bidragande faktorerna till magnetens exceptionella styrka och stabilitet. Dessa egenskaper gör den nya magneten särskilt intressant för tillämpningar inom medicinsk bildbehandling och partikelfysik.
Resultat och framtida tillämpningar
Den nya metoden har inte bara förbättrat magnetens styrka utan också dess stabilitet över tid. De nya magneterna kan potentiellt användas i en mängd olika tillämpningar, inklusive partikelacceleratorer, MRI-skannrar och MAGLEV-tåg. Forskarna planerar att fortsätta utveckla och förbättra dessa material för att möta framtidens tekniska utmaningar.
Mer information: Akiyasu Yamamoto et al, Superstrength permanent magnets with iron-based superconductors by data- and researcher-driven process design, NPG Asia Materials (2024). DOI: 10.1038/s41427-024-00549-5