Projekti / Programi
Prašna metalurgija in intermetalni magneti
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T450 |
Tehnološke vede |
Kovinska tehnologija, metalurgija, kovinski izdelki |
| P260 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kondenzirane snovi: elektronska struktura, električne, magnetne in optične lstnosti, supraprevodniki, magnetna rezonanca, relaksacija, spektroskopija |
| P250 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kondenzirane snovi: struktura, termične in mehanske lastnosti, kristalografija, fazno ravnovesje |
| B260 |
Biomedicinske vede |
Hidrobiologija, morska biologija, ekologija voda, limnologija |
prašna metalurgija, mehansko legiranje, kovinski materiali, intermetalne zlitine, trajni magneti, magnetne lastnosti, koercitivnost, anizotropija, redke zemlje-elementi prehoda
EM, elektronska mikroanaliza, transmisijska mikroskopija, kristalografija
Raziskovalci (6)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.706 |
Povzetek
Raziskovalni program na področju novejše prašne metalurgije in intermetalnih magnetov je osnovan na raziskovalni tematiki preteklih let in stokovni usposobljenosti skupine za raziskovalno delo na širšem področju prašne metalurgije, intermetalnih magnetov, hidriranja/nitriranja pri visokih temperaturah ter mikrostrukturnih analiz. Skupina se je poleg večletnega raziskovalnega dela na področju trajnih kovinskih magnetov tvorno vključila tudi v intenzivne raziskave, ki v svetu v potekajo na magnetnih materialih, ki delujejo na principu izmenjalne sklopitve valenčnih elektronov. Pri tem se kot procesna metoda uporablja predvsem mehansko legiranje intermetalnih zlitin redkih zemelj ter elementov prehoda. Tako bodo njeni sodelavci še naprej prispevali k osnovnim znanjem tako s področja magnetnih materialov, kot tudi s področja metalurgije prahov. Povdarek raziskav bo na materialih na osnovi intermetalnih zlitin RE-TM. Gre za najmo-dernejše in najperspektivnejše materiale v sistemih RETM5, RE2TM17, RE2TM14B in intersticijsko modificiranih RE2-TM17N3-d z izjemnimi magnetnimi lastnostmi, ki omogočajo njihovo uporabo povsod tam, kjer se zaradi miniaturizaci-je klasični trajni magnetni materiali nadomeščajo z modernimi. Njihova uporaba strmo narašča v računalništvu ,v teleko-munikacijah, zelo pomembna je postala tudi aplikacija v medicini. Raziskovalno delo bo vključevalo študij različnih mo-dernih in ekološko neoporečnih metod za pripravo nano prahov kot osnove za pripravo plasto magnetov. Nadaljevali bo-mo z raziskavami vpliva osnovne kemijske sestave in procesnih parametrov na proces sintranja in s tem na fazno sestavo in mikrostrukturo sintranih magnetov s ciljem, doseči čim višje vrednosti koercitivne sile in energijskih produktov, ki so merilo njihove kvalitete. Z uporabo TEM bomo študirali vpliv dogajanja na mejah med zrni, na faznih mejah in v zrnih na končno mikrostrukturo in s tem na končne magnetne lastnosti materiala in njegovo lastno korozijsko obstojnost. Upo-raba TEM bo tudi izjemnega pomena pri študiju pozitivnega vpliva različnih že znanih dodatkov kot so Zr, ZrO2, Ga, Ta na razvoj mikrostrukture in na pojav anizotropije prahov pripravljenih po HDDR postopku, saj mehanizmi teh vplivov še niso v celoti pojasnjeni. Pri tem bo pomemben povdarek na uporabi EM za analizo še posebno, ker je pri študiju nano-kristaliničnih magnetnih prahov analitska EM ena od redkih uporabnih metod. Pri tem predstavlja poseben problem zelo zahtevna priprava vzorcev t.j. magnetno aglomeriranih nanokristalitov za EDXS analizo. Ker se je HDDR postopek izka-zal kot ena najboljših metod za pripravo nanokristaliničnih prahov na osnovi RE-TM, bo del raziskovalne tematike pos-večen tudi študiju možnosti uporabe te metode za izdelavo drugih potencialno zanimivih in perspektivnih materialov, t.j. materialov, ki imajo sposobnost absorbcije vodika. Ta sposobnost omogoča s HDDR postopkom modifikacijo njihove mikrostrukture. Na področju raziskav magnetnih materialov pa želimo eksperimentalne rezultate dosežene v laboratoriju podpreti tudi računalniško z izračunom povezave med elektronsko strukturo in magnetnimi lastnostmi. To omogoča LMTO metoda. S tem študijem se bomo enakovredno vključili v najnovejše raziskave v svetu. Vključili smo se tudi v zelo perspektivne raziskave pri uporabi trajnih magnetov v ekološke namene in jih bomo nadaljevali.
Pomen za razvoj znanosti
Intrinzične magnetne lastnosti določajo meje v potencialnem razvoju vsakega od magnetnih materialov. Zato pomeni po-znavanje in nadalnji študij lastnosti osnovo za kreiranje tako končnih lastnosti magneta kot tudi specifične možnosti nje-gove uporabe. Ta razvoj pomeni izboljšanje uporabne kvalitete magneta, njegove histereze in s tem povezane koercitiv-nosti, ki je funkcija metalurške mikrostrukture. Mikrostruktura je pogojena s faznimi razmerji v kemijskem sistemu kot tudi intrinzičnimi lastnostmi. Bodočnost je v sposobnosti bistvenih modifikacij mikrostrukture na širšem področju mate-rialov s pomočjo kemijskih in manj mehanskih operacij in ta možnost je interesantna tako s stališča osnovnih raziskav, kjer se odpira široko še neznano področje, kot tudi tehnološko, kjer daje možnosti izdelave mikrostrukturno modificira-nih materialov z izboljšanimi lastostmi. Pri tem je kvalitetna karakterizacija mikrostrukture na nivoju nano velikosti izjemnega pomena za razumevanje dogajanja v materialu, kar v veliki meri vkjljučuje predvsem opazovanje materialov s TEM in karakterizacijo z mikroanalizo. Moderne tehnike priprave magnetnih materialov, katerih aplikacija strmo naraš-ča, so pomembne predvsem v ekološkem smislu, materiali sami pa na nekaterih področjih ekologije omogočajo kvaliteten prispevek k zmanjšanju onesnaženja okolja s polifosfati. Ne nazadnje je trend razvoja materialov z vedno višjimi energij skimi produkti tudi v zmanjšani porabi energije. Moderne aplikacije vključujejo tudi zmanjšano porabo fosilnih goriv in
Pomen za razvoj Slovenije
Kontinuiteta dela na osnovnih raziskavah zajetih v predlaganem raziskovalnem programu nam bo omogočila, da bomo ostali ena od tistih skupin v svetu, ki so sposobne doprinesti k novim trendom na širokem področju različnih modernih magnetnih materialov. Pri tem bo to še naprej ostalo eno od področij osnovne in tudi uporabne znanosti s katerimi Slovenija v svetu nastopa popolnoma enakovredno tako s publikacijami v uglednih mednarodnih revijah s tega področja, nastopi na mednarodnih konferencah, kot tudi s proizvodnim deležem na svetovnem trgu, proporcionalnim svoji velikos-ti. Mikrostruktura in njena povezanost z magnetnimi lastnostmi materiala je primer, ki kaže na to, da sama teorija ne more razložiti oziroma dajati napotkov za izdelavo kvaliternih magnetnih materialov. To znanje ostaja varovana intelek-tualna lastnina posameznih proizva-jalcev magnetov v svetu in tudi sicer, je direkten prenos znanja iz enega okolja v drugo nemogoč. Zahteva se lastno razisko-valno delo posameznih skupin. To pozicijo smo v preteklosti že uspeli osvojiti in želimo mesto, ki ga imamo v svetu in doma, tudi ohraniti. Z raziskovalnim delom tega raziskovalnega programa je tesno povezana slovenska industrija, to je tovarna Magneti d.d. Proizvodnja intermetalnih magnetov na osnovi Sm-Co je produkt raziskav te skupine, ki je poleg samostojnega razvoja tehnološkega postopka sodelovala tudi pri postavitvi proizvodnje magnetov, katerih 95% kapacitete tovarna uspešno izvaža na zahodno evropski trg. Predlagani raziskovalni program vsebuje tudi intersticijsko plinsko modifikacijo kot novo metodo, ki ni še v celoti raziskana, kar omogoča široko področje za eventuelno patentno zaščito pri procesiranju različnih materialov, ki do sedaj niso bili znani, ker ta tehnika še ni bila razvita. S tem bo mogoč tudi prenos novih tehnologij in produktov ne samo slovenski magnetni industriji tem-več tudi drugim potencialnim proizvajalcem nanokristaliničnih prahov. Nova znanja tako na področju magnetizma in magnetnih materialov, kot tudi na področju moderne metalurgije prahov, bodo omogočila kontinuiteto v izobraževanju strokovnajkov. Pri raziskovalnem delu se bodo mladi raziskovalci seznanili z uporabo TEM za karakt. magnetnih mater.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
