Institut Bahan Utama mengembangkan magnet bercetak 3D yang lebih murah
Percetakan 3D adalah teknologi ajaib yang boleh digunakan dalam hampir setiap industri yang anda boleh fikirkan, dari plastik mudah atau logam tulen. Walau bagaimanapun, bahan yang digunakan untuk membuat sifat khas seperti kekonduksian elektrik dan sifat magnetik masih boleh pergi jauh. Ramai penyelidik telah membangunkan kaedah yang berbeza untuk magnet bercetak 3D. Organisasi terbaru yang menyumbang kepada bidang ini ialah Institut Penyelidikan Bahan Utama Jabatan Tenaga (CMI) yang menggunakan teknologi percetakan logam laser 3D untuk mengoptimumkan bahan magnet kekal. Bahan ini boleh menjadi alternatif yang lebih ekonomik untuk magnet boron neodymium magnet nadir bumi (NdFeB) mahal untuk aplikasi tertentu. Aloi yang digunakan dalam CMI terdiri daripada niobium, elemen yang jarang dan jarang berlaku nadir bumi, serta kobalt, besi dan tembaga. Penyelidik 3D mencetak pelbagai sampel yang menunjukkan pelbagai ramuan.
"Ini adalah bahan magnet yang diketahui, tetapi kami mahu mengkaji semula dan melihat sama ada kita boleh menemui daya tarikan yang lebih baik," kata saintis CMI Ryan Ott. "Dengan empat elemen, terdapat banyak kerja untuk dipilih. Menggunakan percetakan 3D sangat mempercepat proses carian. "Ia boleh mengambil beberapa minggu untuk menghasilkan magnet menggunakan kaedah pengeluaran tradisional, tetapi pencetakan 3D hanya mengambil masa dua jam. . Para penyelidik mengenal pasti sampel yang paling menjanjikan dan kemudian membuat set kedua sampel menggunakan kaedah pemutus tradisional dan membandingkannya dengan sampel asal untuk melihat perbezaan di antara mereka.
Ahli sains CMI Ikenna Nlebedim berkata: "Oleh kerana keperluan untuk membangunkan struktur mikro yang diperlukan, penggunaan percetakan laser untuk mengenal pasti fasa magnet kekal potensi bahan pukal sangat mencabar." Tetapi kajian ini menunjukkan bahawa pembuatan bahan tambahan boleh menjadi ekonomi yang cepat. Alat yang berkesan untuk pembuatan aloi magnet kekal. "
Kajian itu didokumentasikan dalam makalah yang berjudul "Penilaian Pantas Sistem Ce-Co-Fe-Cu untuk Aplikasi Magnet Tetap," oleh F. Meng, RP Chaudhary, K. Ganhda, IC Nlebedim, A. Palasyuk, E. .Simsek, MJKramer dan RTOtt. "Pelbagai sampel pukal dengan komposisi terkawal disintesis oleh pembentukan jejaring kejuruteraan laser (LENS) dengan menambahkan sebilangan serbuk aloi yang berlainan ke kolam lebur yang dihasilkan oleh laser," jelasnya. Berdasarkan penilaian magnetik sampel dicetak LENS, lelehan busur dan jongkong dengan komposisi yang berbeza Fe (5-20 pada.%) Dan Co (60-45 pada.%) Telah disediakan sambil mengekalkan Ce yang tetap (16 pada%) dan kandungan Cu (19 pada%). Evolusi mikrostruktur dan fasa pelbagai komposisi kimia dan pergantungan mereka terhadap sifat-sifat magnet telah dianalisis dalam contoh-contoh yang dilakonkan dan haba. Dalam percetakan dan pemutus sampel LENS, kami mendapati surat-menyurat magnet yang terbaik. Dalam mikrostruktur fasa tunggal utama (CoFeCu) 5, koerciviti yang tinggi (Hc> 10kOe) boleh dicapai tanpa sebarang penghasilan mikrostruktur. "
Institut Bahan Utama adalah Pusat Inovasi Tenaga yang diketuai oleh Jabatan Tenaga Ames Lab Amerika Syarikat, disokong oleh Pejabat Pengilangan Lanjutan Pejabat Kecekapan Tenaga dan Tenaga Boleh Diperbaharui. CMI sedang menyiasat bagaimana untuk mengurangkan atau menghapuskan pergantungan pada logam nadir bumi dan bahan lain yang saat ini penting untuk membersihkan tenaga.
