.jpg)
Academia Română a fost creată în 1866 pentru a cristaliza cele mai înalte valori intelectuale din provinciile românești într-o societate erudită menită să consolideze identitatea națională pe baza a patru componente esențiale: limbă și literatură, istorie, etnografie și cultură. La...
ICPE-CA, locul unde fierul e transformat īn magneţi permanenţi
În cadrul ICPE-CA, o echipă de cercetare constituită din fizicieni, metalurgi, chimişti şi ingineri au depus în ultimul an eforturi pentru dezvoltarea unor noi tipuri de magneţi permanenţi fără pământuri rare, pe bază de microfire feromagnetice care să fructifice anizotropia de formă a acestora. Din informaţiile cunoscute până în acest moment, ICPE-CA este singura instituţie de cercetare pe plan naţional şi internaţional care s-a implicat în dezvoltarea de magneţi permanenţi pe bază de microfire feromagnetice.
Procesul de preparare a fibrelor amorfe de metal, izolate în sticlă a fost inventat la începutul anilor ’70 de către Wiesner şi Schneider (procedeul glass-coated melt-spinning). Acest procedeu a derivat dintr-un procedeu anterior, utilizat de Taylor pentru a produce filamente metalice fine. Acest procedeu a fost folosit în mod original, în scopul preparării de fibre amorfe pentru aplicaţii magnetice şi electronice. Principalul avantaj al utilizării acestei tehnici de procesare neconvenţională a materialelor metalice este faptul că permite obţinerea de microfire cu un miez de diametre extreme de reduse (10 – 30 µm). În anii 1990 – 2000 această tehnică a beneficiat de un interes crescut, un IMM din Republica Moldova punând la punct instalaţii ce permit turnarea microfirelor, la momentul actual chiar şi în atmosfera protectoare.
Principiul de obţinere a microfirelor cu înveliş de sticla este prezentat în figura 1: tubul de sticlă este umplut cu aliajul sub forma unei baghete şi apoi tot ansamblul tub - baghetă este încălzit, până la punctul de topire al aliajului, prin intermediul unui inductor.
De cele mai multe ori, la această temperatură sticla poate fi trasă. În momentul când sticla înmuiată este trasă în jos, se formează un capilar, umplut de metalul topit. Microfirul învelit în sticlă este apoi răcit cu ajutorul unui jet de apă, plasat între inductor şi bobină. Pe această bobină (mosor) este bobinat microfirul pentru a fi transportat sau utilizat. Diametrul miezului şi grosimea stratului de sticlă pot fi “proiectate” prin ajustarea cantităţii de metal în tubul de cuarţ, a grosimii de perete a sticlei şi de viteza la care sticla este trecută prin inductor.
Cercetările ICPE-CA îşi propun dezvoltarea de noi magneţi permanenţi pe bază de micro şi/sau nano fire feromagnetice fără pământuri rare sau alte materii prime scumpe. Valorile minime impuse pentru proprietăţile magnetice sunt: Br = min 0,5 T; Hc = min 10 KA/m; produs energetic minim (BxH)max =2 kJ/m3. Avantajul acestor magneţi permanenţi este stabilitatea termică deosebită. Aplicaţiile unor astfel de magneţi permanenţi se regăsesc în sisteme microelectromecanice (MEMS).
Proiectul este unul de anvergură, ce permite deschiderea unor noi direcţii de cercetare, asigură suport pentru noi proiecte naţionale şi internaţionale şi, nu în ultimul rând, oferă posibilitatea de valorificare a rezultatelor în cercetări interdisciplinare.
Noile materialele magnetice, o resursă valoroasă pentru viitor
Materialele magnetice sunt, în mod indiscutabil, unele dintre cele mai atractive subiecte ale cercetării ştiinţifice din zilele noastre, cu o paletă largă de structuri şi forme de organizare (la toate nivelurile: macro-, mezo-, micro- şi nanoscopic), făcând dovada unei mari varietăţi de proprietăţi şi, pe de altă parte, oferind un domeniu aproape nelimitat de aplicaţii. Asemenea materiale au atras inevitabil atât interesul fizicienilor, cât şi al inginerilor.
Materiale magnetice sunt în mod tradiţional împărţite în materiale magnetic moi şi materiale magnetic dure (magneţi permanenţi), primele creând un flux în intrefier, în timp ce materialele din a doua cate-gorie conduc fluxul în intrefier.
Amintit încă din antichitate şi întrebuinţat multă vreme în busola de navigaţie, minereul de fier a fost primul magnet din istorie. Evoluţia materialelor magnetic dure a continuat cu oțelurile, feritele, şi, de la mijlocul secolului trecut, aliajele de tip Alnico. Descoperirea materialelor magnetice pe bază de pământuri rare (PR) – aliajele din sistemele Nd-Fe-B şi Sm-Co – a reprezentat un punct de cotitură în dezvoltarea a numeroase sectoare industriale, atrăgând după sine progrese semnificative în ceea ce priveşte miniaturizarea produselor, performanțe crescute şi deschiderea de noi oportunităţi pentru proiectarea a noi aplicaţii, cu magneţi permanenţi (MP) ca şi componente cheie.
Materialele magnetice pe bază de PR, în special magneţii permanenţi pe bază de NdFeB, au căpătat un rol tot mai important în tehnologiile actuale. Magneţii Sm-Co joacă numai un rol minor, în multe cazuri fiind înlocuiți de magneţii pe bază de NdFeB, mult mai performanţi. Magneţii pe bază de NdFeB sunt cei mai puternici MP disponibili la ora actuală, depăşind alţi MP, cum ar fi magneţii SmCo5 şi Sm2Co17 cu un factor performanță - cost de 2,5 şi magneţii Alnico cu un factor de 7 – 12. Prin comparaţie, feritele au proprietăţi magnetice mai scăzute, dar sunt uşoare, ieftine, uşor de magnetizat şi foarte răspândite.
O problemă urgentă cu care se confrunta magneţii permanenţi NdFeB, a căror cerere a crescut extrem de mult, este riscul legat de resursele de materii prime, situaţia resurselor fiind critică în special în cazul dysprosiului, folosit în compoziţia magneţilor permanenţi pentru creşterea coercivitatii şi implicit a temperaturii maxime de funcţionare. Aproape toată producţia mondială de pământuri rare aparţine Chinei, care a crescut restricţiile exportului asupra acestor elemente. Acest lucru a condus la o creştere exponenţială a preţului neodimului şi astfel s-a ajuns la o adevărată criză mondială. Metalele pământurilor rare au conţinuturi reduse de dysprosiu, cu un raport Dy/Nd de cca. 20%, iar resursele sunt concentrate doar în anumite zone pe glob, acest fapt determinând o creştere a îngrijorării în ceea ce priveşte un deficit al aprovizionării pentru viitor, atât timp cât se aştepta o creştere a necesarului de magneţi permanenţi de mare energie pentru industria constructoare de automobile şi pentru aplicaţii în industria energiilor regenerabile (instalaţii eoliene).
În scopul soluţionării problemelor cu care se confrunta magneţii permanenţi NdFeB, pe plan mondial au fost iniţiate cercetări orientate în câteva direcţii principale:
• dezvoltarea de tehnologii care să reducă dysprosiul utilizat în magneţii pe bază de pământuri rare;
• dezvoltarea de magneţi permanenţi nanocompoziti anizotropi cu performanţe ridicate şi cu conţinut redus de pământ rar;
• dezvoltarea de noi magneţi permanenţi care să substituie magneţii Nd-Fe-B.
Parerea ta conteaza: 
