第三世代の希土類永久磁石材料であるNdFeB磁石は、その優れた磁気特性により広く使用されています。しかし、NdFeB磁石には、キュリー温度が低い、保磁力の温度係数が大きい、化学的安定性が悪いなどの欠点もあります。また、プラセオジム、ネオジム、ジスプロシウム、テルビウムなどの希土類資源の消費量が膨大であるため、環境破壊や希土類資源の持続可能性に対する懸念が高まっています。そのため、磁性材料の専門家は、NdFeB永久磁石材料の性能向上に努めるとともに、他の新しい永久磁石材料の開発も積極的に行っています。
1990年、アイルランドのコーイ教授は気相固相反応を利用してRE2Fe17Nx格子間金属間化合物を合成しました。研究を通じて、Sm2Fe17Nx化合物が優れた固有磁気特性を持つことを発見し、SmFeN希土類永久磁石材料の誕生を宣言しました。サマリウム鉄窒素永久磁石の理論上の最大磁気エネルギー積は62MGOe（Nd2Fe14Bの64MGOeよりわずかに低い）に達し、その保磁力とキュリー温度はNdFeBよりもはるかに高く、モーターなどの高温環境でより広く使用できます。
| マグネットタイプ | キュリー温度(℃) | 飽和磁化 μ0Ms(T) | 磁気結晶異方性磁場 μ0Ha(T) | 最大磁気エネルギー BHmax(kJ/m3) |
| スズ鉄 | 476 | 1.57 | 15.6 | 470 |
| ネオジム | 307 | 1.61 | 8.0 | 516 |
サマリウム鉄窒素は、優れた総合的な磁気特性に加えて、耐食性、耐酸化性も良好で、サマリウムコバルトに比べて戦略的な金属元素を含まず、ネオジム鉄ホウ素に比べてプラセオジム、ネオジム、ジスプロシウム、テルビウムなどの高価な希土類元素を消費する必要がなく（サマリウム元素の含有量が比較的多く、価格が高くない）、新しい永久磁石材料となる条件を完全に満たしています。その魅力的な見通しにより、サマリウム鉄窒素はかつて永久磁石材料の研究開発で最もホットなトピックになりました。CoeyらによるSm2Fe17Nxシリーズ希土類永久磁石材料の発見以来、世界中でSm2Fe17Nxシリーズ永久磁石材料の研究が急速に活発化しています。当時、世界中の何百もの研究室がこの分野の研究に携わっていました。しかし、その後の一連の実験により、この永久磁石材料は工業化への道には成功しなかったことが判明し、研究は一進一退の状態にありました。
近年、自動車産業の急速な発展と電子機器の小型軽量化に伴い、永久磁石に対する環境動作温度と磁気性能の要求が高まっています。 Sm2Fe17Nx系希土類永久磁石材料は、良好な温度安定性と優れた磁気特性を備えた永久磁石材料の潜在的な応用価値が再び注目を集め、Sm2Fe17Nx系永久磁石材料も新たな研究開発ブームを巻き起こしました。 希土類の大規模開発と使用による価格上昇により、Ndの価格上昇はNd-Fe-Bの生産コストの上昇を招き、希土類Smは相対的に余剰の状態にあります。 Sm-Fe-Nの開発は、コスト削減と希土類資源の総合利用の強化に役立ちます。そのため、Sm-Fe-Nは磁気特性と生産コストの両面でNd-Fe-Bに取って代わり、人々が期待する第4世代の希土類永久磁石材料となる可能性が高い。
20年以上の研究と探究を経ても、Sm-Fe-Nの工業的大規模生産の問題はまだ解決されていません。研究によると、Sm-Fe-Nは873Kを超える温度でSmNとFeに分解し、永久磁気特性を失います。焼結磁石への応用は大きく制限されています。Sm-Fe-Nは現在、射出成形磁石、ボンド磁石、ゴム磁石しか製造できません。当初はナイロンやエポキシ樹脂などの有機物がバインダーとして使用されていましたが、これらのバインダーは200°C以下でしか使用できないため、その潜在能力を十分に発揮できませんでした。Sm2Fe17Nxは高温性能が優れているという利点があるため、技術のブレークスルーをどのように実現し、新しいバインダーを開発できるかが、Sm2Fe17Nx磁石とNd-Fe-B磁石の競争の鍵となります。近年、いくつかの低融点金属が広く注目を集め始めています。バインダーとして、ZnやSnなどの低融点金属が使用されています。しかし、Znなどの低融点金属をバインダーとして使用すると、飽和磁化強度が低下し、(BH)maxが低くなります。Sm2Fe17Nxの性能を十分に発揮するには、優れたバインダーを見つけることが重要であることが分かります。同時に、Sm2Fe17Nxの高密度磁石の製造は、高密度磁石の方が理論的な磁気特性をよりよく発揮できるため、科学研究者によって依然として追求されています。
日本ボンドマグネット協会の統計によると、サマリウム鉄窒素磁性材料は、高磁気特性、高耐腐食性、高温減磁耐性、良好な成形自由度などの性能上の利点に基づいて、その応用方向は主に情報通信、工業生産、家庭用電子機器です。また、自動車などの分野にも適用され、スピーカー/スピーカー、カメラシャッターモーター、スピンドルモーター、ディスク吸着、磁気ローラー、ファンモーター、リニアエンジン、全自動機械および装置、高速モーター、エアコン、家庭用モーター、磁気センサー、ポンプ、補助機械などが含まれます。
現在、Sm2Fe17Nxは結合磁石の製造と応用において大きな進歩を遂げていますが、高密度化は依然として多くの磁性材料研究者が追求し、取り組んでいる目標です。適切な製造プロセスが開発されれば、高密度化は達成可能になります。理論的な磁気特性は、サマリウム鉄窒素磁石の商業化プロセスを加速します。