باعتبارها الجيل الثالث من مواد المغناطيس الدائم للأتربة النادرة، تُستخدم مغناطيسات NdFeB على نطاق واسع نظرًا لخواصها المغناطيسية الممتازة. ومع ذلك، تعاني مغناطيسات NdFeB من عيوب، مثل انخفاض درجة حرارة كوري، وارتفاع معامل درجة حرارة القوة القسرية، وضعف الاستقرار الكيميائي. وقد أدى الاستهلاك الهائل لموارد الأتربة النادرة من البراسيوديميوم والنيوديميوم والديسبروسيوم والتيربيوم إلى قلق الناس بشأن الضرر البيئي واستدامة موارد الأتربة النادرة. لذلك، بينما يواصل متخصصو المواد المغناطيسية تحسين أداء مواد المغناطيس الدائم NdFeB، فإنهم يعملون بنشاط على تطوير مواد مغناطيسية دائمة أخرى.
في عام ١٩٩٠، استخدم البروفيسور كوي من أيرلندا تفاعل الطور الغازي الصلب لتصنيع مركبات بين معدنية بينية من نوع RE2Fe17Nx. ومن خلال أبحاثه، وجد أن مركبات Sm2Fe17Nx تتمتع بخواص مغناطيسية ذاتية ممتازة، مما أدى إلى ظهور مواد المغناطيس الدائم من SmFeN. يصل ناتج الطاقة المغناطيسية القصوى نظريًا لمغناطيسات الساماريوم والحديد والنيتروجين الدائمة إلى ٦٢MGOe (أقل بقليل من Nd2Fe14B و٦٤MGOe)، كما أن قوتها القسرية ودرجة حرارتها أعلى بكثير من قوة NdFeB، ويمكن استخدامها على نطاق أوسع في البيئات عالية الحرارة مثل المحركات.
| نوع المغناطيس | درجة حرارة كوري (℃) | مغناطيسية التشبع μ0Ms(T) | مجال التباين المغناطيسي البلوري μ0Ha(T) | الحد الأقصى للطاقة المغناطيسية BHmax(kJ/m3) |
| Sm2Fe17Nx | 476 | 1.57 | 15.6 | 470 |
| Nd2Fe14B | 307 | 1.61 | 8.0 | 516 |
بالإضافة إلى خصائصه المغناطيسية الشاملة الممتازة، يتميز نيتروجين حديد الساماريوم بمقاومة جيدة للتآكل والأكسدة، ولا يحتوي على عناصر معدنية استراتيجية مقارنةً بكوبالت الساماريوم؛ وبالمقارنة مع بورون حديد النيوديميوم، لا توجد حاجة لاستهلاك معادن نادرة باهظة الثمن مثل البراسيوديميوم والنيوديميوم والديسبروسيوم والتربيوم. (محتوى عنصر الساماريوم كبير نسبيًا وسعره مناسب)، فإنه يلبي تمامًا شروط أن يصبح مادة مغناطيسية دائمة جديدة. جعلت هذه الإمكانية الجذابة نيتروجين حديد الساماريوم من أهم المواضيع في مجال البحث والتطوير في مجال المواد المغناطيسية الدائمة. منذ اكتشاف كوي وآخرين لمواد المغناطيس الدائم من سلسلة Sm2Fe17Nx، شهدنا طفرة سريعة في البحث في مواد المغناطيس الدائم من سلسلة Sm2Fe17Nx حول العالم. في ذلك الوقت، شاركت مئات المختبرات حول العالم في الأبحاث في هذا المجال. ومع ذلك، أثبتت سلسلة من التجارب اللاحقة أن هذه المادة المغناطيسية الدائمة لم تكن ناجحة على طريق التصنيع، وكان البحث في هذا المجال متذبذبا بين الساخن والبارد.
في السنوات الأخيرة، ومع التطور السريع لصناعة السيارات وتصغير الأجهزة الإلكترونية وخفة وزنها، طرح الناس متطلبات أعلى لدرجة حرارة التشغيل البيئية والأداء المغناطيسي للمغناطيس الدائم. تتميز مواد المغناطيس الدائم الأرضية النادرة من سلسلة Sm2Fe17Nx بدرجة حرارة جيدة وقيمة تطبيقية محتملة لمواد المغناطيس الدائم ذات الاستقرار والخصائص المغناطيسية الممتازة جذبت انتباه الناس مرة أخرى، كما بشرت مواد المغناطيس الدائم من سلسلة Sm2Fe17Nx بطفرة جديدة في البحث والتطوير. بسبب ارتفاع الأسعار الناجم عن التطوير والاستخدام الواسع النطاق للأتربة النادرة، أدى ارتفاع سعر Nd إلى زيادة تكلفة إنتاج Nd-Fe-B، في حين أن Sm الأرضية النادرة في حالة فائض نسبي. إن تطوير Sm-Fe-N يساعد على خفض التكاليف وتعزيز الاستخدام الشامل لموارد الأرض النادرة. لذلك، من المرجح أن يحل Sm-Fe-N محل Nd-Fe-B، سواء من حيث الخصائص المغناطيسية أو تكلفة الإنتاج، ويصبح مادة المغناطيس الدائم للأرض النادرة من الجيل الرابع التي يتطلع إليها الناس.
بعد أكثر من 20 عامًا من البحث والاستكشاف، لم يتم حل مشكلة الإنتاج الصناعي واسع النطاق لـ Sm-Fe-N. وجدت الدراسة أن Sm-Fe-N يتحلل إلى SmN و Fe عند درجات حرارة أعلى من 873 كلفن ويفقد خصائصه المغناطيسية الدائمة. إلى حد كبير، فإن تطبيقه في المغناطيسات الملبدة محدود. لا يمكن لـ Sm-Fe-N حاليًا سوى تحضير مغناطيسات مصبوبة بالحقن ومغناطيسات ملتصقة ومغناطيسات مطاطية. في البداية، تم استخدام المواد العضوية مثل النايلون وراتنج الإيبوكسي كمواد رابطة. نظرًا لأنه لا يمكن استخدام هذه المواد الرابطة إلا تحت 200 درجة مئوية، فلا يمكن استخدامها بكامل إمكاناتها. يتميز Sm2Fe17Nx بميزة الأداء الجيد في درجات الحرارة العالية، لذا فإن كيفية تحقيق اختراقات في التكنولوجيا وما إذا كان بإمكانها تطوير مواد رابطة جديدة هي مفتاح المنافسة بين مغناطيس Sm2Fe17Nx ومغناطيس Nd-Fe-B. في السنوات الأخيرة، بدأت بعض المعادن منخفضة درجة الانصهار تحظى باهتمام واسع. يستخدم الناس معادن منخفضة درجة الانصهار مثل الزنك والقصدير كمواد رابطة. ومع ذلك، نظرًا لاستخدامها كمواد رابطة، فإنها تقلل من شدة مغناطيسية التشبع، مما يؤدي إلى انخفاض الحد الأقصى لـ (BH). يتضح أنه لتحقيق أقصى أداء لـ Sm2Fe17Nx، من الضروري إيجاد مادة رابطة جيدة. في الوقت نفسه، لا يزال الباحثون العلميون يسعون إلى تحضير مغناطيسات مكثفة من Sm2Fe17Nx، نظرًا لقدرتها على إظهار خصائص مغناطيسية نظرية أفضل.
وفقًا لإحصاءات الجمعية اليابانية للمغناطيسات الملتصقة، واستنادًا إلى مزايا أداء المواد المغناطيسية من حديد الساماريوم والنيتروجين، مثل الخواص المغناطيسية العالية، ومقاومة التآكل العالية، ومقاومة إزالة المغناطيسية في درجات الحرارة العالية، وسهولة التشكيل، فإن تطبيقاتها تتركز بشكل رئيسي في اتصالات المعلومات، والإنتاج الصناعي، والإلكترونيات المنزلية. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم هذه المواد في صناعة السيارات وغيرها من المجالات، بما في ذلك مكبرات الصوت، ومحركات مصراع الكاميرات، ومحركات المغزل، وامتصاص الأقراص، والبكرات المغناطيسية، ومحركات المراوح، والمحركات الخطية، والآلات والمعدات الأوتوماتيكية بالكامل، والمحركات عالية السرعة، ومكيفات الهواء، والمحركات المنزلية، وأجهزة الاستشعار المغناطيسية، والمضخات، والآلات المساعدة، وغيرها.
في الوقت الحالي، أحرزت مادة Sm2Fe17Nx تقدمًا كبيرًا في تحضير وتطبيق المغناطيسات الملتصقة، إلا أن التكثيف لا يزال هدفًا يسعى إليه ويكافحه العديد من الباحثين في مجال المواد المغناطيسية. بمجرد تطوير عملية تحضير مناسبة، سيصبح تحقيق ذلك ممكنًا. تُسرّع الخصائص المغناطيسية النظرية عملية تسويق مغناطيسات النيتروجين والحديد الساماريوم.