NdFeB เป็นวัสดุแม่เหล็กถาวรธาตุหายากรุ่นที่สาม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม แม่เหล็ก NdFeB ยังมีข้อบกพร่อง เช่น อุณหภูมิคูรีต่ำ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแรงบีบบังคับสูง และความเสถียรทางเคมีต่ำ การบริโภคทรัพยากรหายากของพราซีโอดิเมียม นีโอดิเมียม ดิสโพรเซียม และเทอร์เบียมในปริมาณมาก ทำให้ผู้คนกังวลเกี่ยวกับความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของทรัพยากรหายาก ความกังวลอย่างต่อเนื่อง ดังนั้น แม้ว่าผู้ปฏิบัติงานด้านวัสดุแม่เหล็กจะปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุแม่เหล็กถาวร NdFeB อย่างต่อเนื่อง แต่พวกเขาก็ยังพัฒนาวัสดุแม่เหล็กถาวรชนิดใหม่อื่นๆ อย่างแข็งขันอีกด้วย
ในปี 1990 ศาสตราจารย์โคอี้จากไอร์แลนด์ใช้ปฏิกิริยาเฟสของแก๊ส-ของแข็งในการสังเคราะห์สารประกอบระหว่างอะตอมของอะตอมระหว่างอะตอม RE2Fe17Nx จากการวิจัย เขาพบว่าสารประกอบ Sm2Fe17Nx มีคุณสมบัติแม่เหล็กภายในที่ดีเยี่ยม โดยประกาศถึงการกำเนิดของวัสดุแม่เหล็กถาวรที่หายากของ SmFeN ผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงสุดตามทฤษฎีของแม่เหล็กถาวรไนโตรเจนเหล็กซาแมเรียมถึง 62MGOe (ต่ำกว่า Nd2Fe14B, 64MGOe เล็กน้อย) และแรงบีบบังคับและอุณหภูมิ Curie นั้นสูงกว่า NdFeB มากและสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงเช่น เป็นมอเตอร์
นอกเหนือจากคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ครอบคลุมดีเยี่ยมแล้ว ไนโตรเจนเหล็กซาแมเรียมยังมีความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันได้ดี และไม่มีองค์ประกอบโลหะเชิงกลยุทธ์เมื่อเทียบกับโคบอลต์ซาแมเรียม เมื่อเปรียบเทียบกับโบรอนเหล็กนีโอดิเมียม ก็ไม่จำเป็นต้องใช้ธาตุหายากราคาแพง เช่น เพรซีโอดิเมียม นีโอไดเมียม ดิสโพรเซียม และเทอร์เบียม องค์ประกอบ (เนื้อหาองค์ประกอบซาแมเรียมมีขนาดค่อนข้างใหญ่และราคาไม่สูง) ตรงตามเงื่อนไขในการเป็นวัสดุแม่เหล็กถาวรชนิดใหม่ โอกาสที่น่าสนใจนี้ทำให้ไนโตรเจนของเหล็กซาแมเรียมกลายเป็นหัวข้อที่ร้อนแรงที่สุดในการวิจัยและพัฒนาวัสดุแม่เหล็กถาวร นับตั้งแต่การค้นพบวัสดุแม่เหล็กถาวรของโลกที่หายากซีรีส์ Sm2Fe17Nx โดย Coey และคณะ มีการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในการค้นคว้าวัสดุแม่เหล็กถาวรซีรีส์ Sm2Fe17Nx ทั่วโลก ในเวลานั้น ห้องปฏิบัติการหลายร้อยแห่งทั่วโลกมีส่วนร่วมในการวิจัยในด้านนี้ อย่างไรก็ตาม การทดลองต่อมาหลายชุดได้พิสูจน์ว่าวัสดุแม่เหล็กถาวรนี้ไม่ประสบความสำเร็จบนเส้นทางสู่การพัฒนาอุตสาหกรรม และการวิจัยมีทั้งร้อนและเย็น
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์ และการย่อขนาดและน้ำหนักเบาของเครื่องใช้ไฟฟ้า ผู้คนได้หยิบยกข้อกำหนดอุณหภูมิในการทำงานด้านสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพแม่เหล็กที่สูงขึ้นสำหรับแม่เหล็กถาวร วัสดุแม่เหล็กถาวรของโลกที่หายากซีรีส์ Sm2Fe17Nx มีทั้งอุณหภูมิที่ดีและมูลค่าการใช้งานที่เป็นไปได้ของวัสดุแม่เหล็กถาวรที่มีความเสถียรและคุณสมบัติแม่เหล็กที่ดีเยี่ยมได้ดึงดูดความสนใจของผู้คนอีกครั้ง และวัสดุแม่เหล็กถาวรซีรีส์ Sm2Fe17Nx ยังได้นำไปสู่การวิจัยและพัฒนาครั้งใหม่ . เนื่องจากราคาที่เพิ่มขึ้นเกิดจากการพัฒนาขนาดใหญ่และการใช้ธาตุหายาก ราคาที่เพิ่มขึ้นของ Nd ส่งผลให้ต้นทุนการผลิต Nd-Fe-B เพิ่มขึ้น ในขณะที่ธาตุหายาก Sm อยู่ในสถานะสัมพัทธ์ ส่วนเกิน การพัฒนา Sm-Fe-N เอื้อต่อการลดต้นทุนและเสริมสร้างการใช้ทรัพยากรหายากอย่างครอบคลุม . ดังนั้น Sm-Fe-N จึงมีแนวโน้มที่จะเข้ามาแทนที่ Nd-Fe-B ทั้งในแง่ของคุณสมบัติทางแม่เหล็กและต้นทุนการผลิต และกลายเป็นวัสดุแม่เหล็กถาวรธาตุหายากรุ่นที่สี่ที่ผู้คนรอคอย
หลังจากการวิจัยและสำรวจมานานกว่า 20 ปี ปัญหาการผลิต Sm-Fe-N ขนาดใหญ่ทางอุตสาหกรรมยังไม่ได้รับการแก้ไข การศึกษาพบว่า Sm-Fe-N สลายตัวเป็น SmN และ Fe ที่อุณหภูมิสูงกว่า 873K และสูญเสียคุณสมบัติแม่เหล็กถาวร การประยุกต์ใช้กับแม่เหล็กเผาผนึกนั้นมีข้อจำกัดในระดับมาก ปัจจุบัน Sm-Fe-N สามารถเตรียมได้เฉพาะแม่เหล็กแบบฉีดขึ้นรูป แม่เหล็กติดแน่น และแม่เหล็กยางเท่านั้น ในขั้นต้น สารอินทรีย์ เช่น ไนลอนและอีพอกซีเรซิน ถูกนำมาใช้เป็นสารยึดเกาะ เนื่องจากสารยึดเกาะเหล่านี้สามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 200 องศาเท่านั้น จึงไม่สามารถใช้ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ Sm2Fe17Nx มีข้อดีคือมีสมรรถนะที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่และไม่ว่าจะสามารถพัฒนาสารยึดเกาะใหม่ได้หรือไม่ จึงเป็นกุญแจสำคัญในการแข่งขันระหว่างแม่เหล็ก Sm2Fe17Nx และแม่เหล็ก Nd-Fe-B ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำบางชนิดเริ่มได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง ผู้คนใช้โลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ เช่น Zn และ Sn เป็นตัวประสาน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ เช่น Zn ถูกใช้เป็นตัวประสาน พวกมันจะลดความเข้มของสนามแม่เหล็กอิ่มตัว ส่งผลให้ค่าสูงสุด (BH) ต่ำกว่า จะเห็นได้ว่าในการที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของ Sm2Fe17Nx ได้อย่างเต็มที่ การหาตัวประสานที่ดีเป็นสิ่งสำคัญ ในเวลาเดียวกัน นักวิจัยทางวิทยาศาสตร์ยังคงติดตามการเตรียมแม่เหล็กหนาแน่น Sm2Fe17Nx เนื่องจากแม่เหล็กหนาแน่นสามารถแสดงคุณสมบัติแม่เหล็กทางทฤษฎีได้ดีกว่า
ตามสถิติจาก Japan Bonded Magnet Association โดยพิจารณาจากข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพของวัสดุแม่เหล็กไนโตรเจนเหล็กซาแมเรียม เช่น คุณสมบัติทางแม่เหล็กสูง ความต้านทานการกัดกร่อนสูง ความต้านทานการล้างอำนาจแม่เหล็กที่อุณหภูมิสูง และอิสระในการขึ้นรูปที่ดี ทิศทางการใช้งานส่วนใหญ่จะอยู่ในการสื่อสารข้อมูล อุตสาหกรรม การผลิต และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในครัวเรือน เช่นเดียวกับยานยนต์และสาขาอื่นๆ เช่น ลำโพง/ลำโพง มอเตอร์ชัตเตอร์กล้อง มอเตอร์สปินเดิล มอเตอร์ดูดซับดิสก์ ลูกกลิ้งแม่เหล็ก มอเตอร์พัดลม เครื่องยนต์เชิงเส้นตรง เครื่องจักรและอุปกรณ์อัตโนมัติเต็มรูปแบบ มอเตอร์ความเร็วสูง เครื่องปรับอากาศ มอเตอร์ในครัวเรือน แม่เหล็ก เซ็นเซอร์ ปั๊ม เครื่องจักรเสริม ฯลฯ .
ปัจจุบัน Sm2Fe17Nx มีความก้าวหน้าอย่างมากในการเตรียมและการประยุกต์ใช้แม่เหล็กที่มีพันธะ แต่การทำให้หนาแน่นขึ้นยังคงเป็นเป้าหมายที่คนงานวัสดุแม่เหล็กจำนวนมากติดตามและต่อสู้ดิ้นรน เมื่อพัฒนากระบวนการเตรียมการที่เหมาะสมแล้วก็จะสามารถบรรลุผลได้ คุณสมบัติทางแม่เหล็กทางทฤษฎีช่วยเร่งกระบวนการเชิงพาณิชย์ของแม่เหล็กไนโตรเจนเหล็กซาแมเรียม
