A crescente demanda por ímãs de alto desempenho em tecnologias modernas levantou preocupações sobre custos e disponibilidade de recursos, especialmente para materiais à base de neodímio amplamente utilizados. À medida que as indústrias dos sectores automóvel e eléctrico se expandem, a necessidade de alternativas que equilibrem a eficiência com a sustentabilidade tornou-se cada vez mais urgente. Os pesquisadores agora estão se concentrando em materiais que possam manter fortes propriedades magnéticas enquanto dependem de grandes quantidades de componentes.
O professor Tetsuji Saito, do Instituto de Tecnologia de Chiba, explorou esse desafio investigando ímãs de nitreto de ferro-samário como uma possível solução. Seu trabalho, publicado na revista Inorganics, revisada por pares, fornece uma análise detalhada de seus métodos de produção, propriedades estruturais e desempenho magnético. O estudo destaca como esses materiais podem servir como uma alternativa competitiva aos ímãs convencionais, ao mesmo tempo que abordam questões de fornecimento. Como explica o professor Saito, “Assim, o desenvolvimento de ímãs à base de samário usando samário, um elemento de terras raras relativamente abundante, tornou-se o foco de atenção.”
As descobertas mostram que as ligas de nitreto de ferro-samário podem atingir um comportamento magnético forte comparável aos ímãs de alto desempenho existentes. Foram identificadas duas formas estruturais principais, cada uma formada por processos diferentes, mas ambas exibindo alta estabilidade e eficiência. Esses materiais apresentam forte resistência à desmagnetização, altos níveis de magnetização e capacidade de operar em temperaturas elevadas. Em termos práticos, eles podem funcionar de forma confiável em aplicações exigentes, como motores e dispositivos eletrônicos, proporcionando desempenho próximo aos padrões atuais da indústria.
Um grande avanço foi na produção de pós de nitreto de ferro-samário, onde o nitrogênio é introduzido nas estruturas de ferro-samário para melhorar significativamente as propriedades magnéticas. O estudo revela que este processo aumenta dramaticamente a coercividade, um fator chave na manutenção da força magnética. Segundo o professor Saito, “Ambos2Zn17-tipo e TbCu7Os pós de nitreto de ferro-samário do tipo samário exibem excelentes propriedades magnéticas: alta magnetização de remanência, alta coercividade intrínseca e alta temperatura Curie.” Essas melhorias são necessárias para garantir estabilidade e desempenho a longo prazo em aplicações do mundo real.
Além da produção de pó, a pesquisa também explora como esses materiais podem ser sintetizados em formas magnéticas utilizáveis. Ímãs colados feitos pela combinação de pós de nitreto de ferro-samário com resinas ou metais já estão sendo produzidos com resultados promissores. Esses ímãs são facilmente projetados, produzidos em massa e adequados para uso comercial. No entanto, os esforços para desenvolver ímãs totalmente densos – considerados o padrão ouro para desempenho – ainda continuam devido aos desafios na manutenção da estabilidade estrutural durante o processamento em alta temperatura.
Embora os ímãs de nitreto de ferro-samário ainda não sejam um substituto completo para as tecnologias existentes, o estudo conclui que eles representam um avanço significativo na busca por materiais magnéticos sustentáveis e econômicos. O seu forte desempenho, combinado com a relativa abundância de samário, posiciona-os como candidatos convincentes para aplicações futuras. Espera-se que os avanços contínuos nas técnicas de processamento e na estabilidade dos materiais melhorem ainda mais a sua eficiência, abrindo caminho para uma adoção mais ampla em indústrias que dependem fortemente de ímãs de alto desempenho.
Nota de diário
Saito D. “Progresso e perspectiva de ímãs Sm-Fe-N.” Minerais, 2025; 13: 322. DOI: https://doi.org/10.3390/inorganics13100322
Sobre o autor
Professor Tetsuji Saito formou-se pela Universidade de Kyoto em 1984, Departamento de Metalurgia, e recebeu seu doutorado em 1992, trabalhando em ímãs permanentes de terras raras de neodímio-ferro-boro (Nd-Fe-B). Desde então, ele vem estudando ímãs permanentes de terras raras. Atualmente é professor do Ciba Institute of Technology, onde sua pesquisa se concentra em materiais magnéticos, incluindo materiais magnéticos macios e duros.
