Los motores eléctricos de alta eficiencia con pares de velocidad adaptados, determinados por sus componentes magnéticos, son esenciales para conceptos sostenibles y exitosos de conducción de automóviles eléctricos. La ingeniería del núcleo magnético blando juega un papel clave en estos motores, donde los principales materiales magnéticos blandos utilizados hoy en díason aceros eléctricos. Pero para aplicaciones de alta frecuencia, los compuestos magnéticos blandos SMC también son candidatos prometedores.
Cada una de las diferentes etapas de la construcción del motor, como rodar, perforar, cortar con láser o recocer, afecta la microestructura del material y puede provocar pérdidas magnéticas. Comprender los detalles de la microestructura es fundamental para alcanzar una mayor eficiencia para los motores eléctricos.Debido a la alta velocidad de rotación de los accionamientos de tracción, más del 5 por ciento de la energía eléctrica producida se pierde en forma de calor.
En un artículo publicado esta semana en la revista Avances AIP , de AIP Publishing, los investigadores de la Universidad de Aalen en Alemania crearon un método de caracterización avanzado para examinar de cerca las características y cambios estructurales a microescala durante los procesos de fabricación utilizando la difracción de retrodispersión de electrones EBSD.
"Cuando tiene deformaciones del mecanizado, es de gran ayuda hacer visibles las deformaciones", dijo el autor y profesor de física de materiales magnéticos en la Universidad de Aalen, Dagmar Goll. "Para obtener una visión más profunda de la estructura del material, electrónla difracción de retrodispersión es realmente útil. Por ejemplo, se puede determinar el tamaño y la forma del grano, la textura y el grado de deformaciones elásticas y deformaciones plásticas ".
Los autores compararon los efectos de varios tipos de mecanizado en la microestructura del acero eléctrico. Durante el mecanizado, el filo del material se daña, cambiando la estructura cristalográfica. "Evaluamos las desorientaciones de los granos en el material. Entonces, en el casodel borde de corte, evaluamos áreas no homogéneas con deformaciones plásticas ", dijo Goll. Si bien estas características son microscópicas, el efecto acumulativo en la estructura del material se suma a una pérdida de eficiencia en el producto final.
"En el caso de los compuestos magnéticos metalúrgicos blandos en polvo, que permiten un mayor grado de libertad en el diseño y construcción de motores eléctricos, evaluamos el proceso de recristalización durante la fabricación en función de la presión de compactación, los parámetros de recocido y el tamaño de las partículas de polvo", dijo el autor David Schuller.
"Estamos mejorando la relación entre el tamaño de partícula y la distribución del tamaño de grano del material", dijo. "Dependiendo de la temperatura de recocido, podemos controlar el crecimiento del grano y la recristalización para adaptar las propiedades magnéticas y minimizar las pérdidas magnéticas."
La metodología desarrollada por Schuller y sus colegas proporciona una nueva herramienta para ver exactamente cómo, dónde y en qué medida la estructura cristalina se altera en los procesos de mecanizado y puede recuperarse durante el recocido. Sus resultados muestran que EBSD es una técnica de caracterización poderosa y versátilpara investigar y adaptar materiales magnéticos blandos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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