Hochschule Aalen
Dauermagnete und Weichmagnete sind wichtige Werkstoffe für effiziente Energiewandler. Beide sind in ihrem Eigenschaftsprofil optimiert. Nach der chemischen Zusammensetzung hat das Gefüge den größten Einfluss auf die Eigenschaften. Somit können Gefügedefekte die lokalen magnetischen Eigenschaften auch negativ beeinflussen. In gesinterten Fe-Nd-B-Magneten können Gefügeungänzen wie Oxide, nichtmagnetische Phasen oder fertigungsbedingte Inhomogenitäten wie abnormales Kornwachstum auftreten. Bei Elektroblechen sind die Hauptfehler nichtmetallische Einschlüsse und durch Schnittkanten verursachte Verformungen und Spannungen im Gefüge. Mit herkömmlichen Charakterisierungsmethoden (z. B. Hysteresekurve) können nur die globalen Eigenschaften des Materials gemessen werden. Die Anwendung eines In-situ-Kerr-Mikroskops, welches mit einem Elektromagneten ausgestattet ist, überwindet diese Einschränkung und ermöglicht die direkte Beobachtung und Quantifizierung lokaler Entmagnetisierungsprozesse. Neben der Kerrmikroskopie sind auch korrelative Rasterelektronenmikroskopie Untersuchungen für die Erweiterung des Verständnisses erforderlich.
Bei gesinterten Fe-Nd-B-Magneten lag der Fokus der Untersuchungen auf Gefügeinhomogenitäten. Unter anderem wurden der Einfluss von abnormal gewachsenen Körnern sowie auftretende Fremdphasen auf die magnetische Stabilität untersucht. In Weichmagneten wurde der Einfluss von mechanischen Spannungen auf das Magnetisierungsverhalten untersucht. Diese wurden auch gezielt in Modellproben eingebracht. Für die Quantifizierung erfolgten Analysen mittels EBSD sowie korrelativer Kerrmikroskopie.
Mit Hilfe eines Analysetools ist es möglich, die Kerr-Bilder zu verarbeiten. Dies ermöglicht die Erstellung einer Heatmap des Entmagnetisierungsprozesses, die den lokal aufgelösten feldabhängigen Entmagnetisierungsprozess in einem einzigen Bild zeigt. Dieser Ansatz ermöglicht ein tieferes Verständnis des Einflusses von Defekten auf die magnetischen Eigenschaften. Dies kann bei der zukünftigen Entwicklung von stärkeren Dauermagneten und effizienteren Elektroblechen helfen.
Abstract
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