Multi-property Compositionally Complex Magnets for Advanced Energy Applications

Das Projekt CoCoMag schlägt ein neuartiges Konzept für die Entwicklung von Magnetwerkstoffen vor, bei dem komplexe Legierungen (CCA) zum Einsatz kommen. Durch Ersetzen der bestehenden Materialien auf der Basis seltener Erden durch Multielement-CCAs werden wir ein kostengünstigeres Material und eine neue Klasse von magnetischen Legierungen, die auf der Grundlage der Entropie statt der Enthalpie stabilisiert werden. Das thermodynamische Konzept ist relativ einfach. Eine Legierung, die zwei reine Elemente A und B kombiniert, kann entweder eine feste Lösung oder intermetallische Phasen bilden, die durch die Thermodynamik der Gibbs'schen freien Energie. Wenn die Bildungsenthalpie negativ ist, unabhängig vom Wert der Entropie für den Mischkristall oder die ist die freie Gibbs-Energie negativ und es bildet sich eine intermetallische Phase. Für den Fall, dass die Bildungsenthalpie leicht positiv ist, kann eine große Gesamtmischungsentropie dazu führen, dass die freie Gibbs-Energie negativ wird, und die neuen Phasen werden stabilisiert. Die Grundgedanke hinter diesem Konzept ist die Maximierung der Gesamtmischungsentropie mit dem Ziel, neue Mischkristall- oder intermetallische Phasen zu stabilisieren. intermetallische Phasen zu stabilisieren. Dieser Ansatz erweitert die Anzahl der verfügbaren magnetischen Legierungen um das 10-fache, da die Anzahl der von Freiheitsgraden für strukturelle und mikrostrukturelle Modifikationen. Das Projekt konzentriert sich auf die Formulierung, Synthese, Charakterisierung und Prüfung neuartiger Materialien ohne Seltene Erden für zwei Anwendungen: 1) Dauermagnete, die hauptsächlich im Bereich der Elektromobilität eingesetzt werden; 2) magnetokalorische Materialien für die Entwicklung von Wärmetauschern für die magnetokalorische Kühlung. Der Erfolg der CoCoMag-Initiative wird es ermöglichen, die Verwendung von Seltenen Erden bei der Herstellung von Magnetwerkstoffen zu verringern und damit die kritische Rohstoffabhängigkeit Europas zu mindern. die kritische Rohstoffabhängigkeit Europas zu verringern und die Bereiche E-Mobilität und magnetokalorische Kühlung voranzutreiben.