Projekt TECHMATSTRATEG finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju

„Opracowanie wysokowydajnej i bezodpadowej technologii wytwarzania nanokompozytów magnetycznie miękkich dla wysokoczęstotliwościowego przetwarzania dużych mocy”

(SEEMAG) 2018 – 2020.

Projekt realizowany w konsorcjum, koordynowany przez Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach

Streszczenie projektu:

Celem projektu jest opracowanie wysokowydajnej i bezodpadowej technologii wytwarzania wysoko-indukcyjnych i nisko-stratnych nanokompozytów magnetycznie miękkich dla wysokoczęstotliwościowego przetwarzania dużych mocy. Obszar związany z energetyką i odpowiednim gospodarowaniem energia elektryczną jest strategiczny dla polskiej gospodarki, co implikuje strategiczą wartość niniejszego projektu. Przedkładane rozwiązania mają przede wszsytkim na celu umożliwienie odpowiedniego wykorzystania energii elektrycznej przy poszanowaniu środowiska naturalnego. Niniejszy project skupia się na badaniach nad nowymi grupami magnetycznie miękkich nanokompozytów projektowanych pod kątem zastosowań w energoelektronice w szerokim zakresie częstotliwości do kilkuset kHz. Mając na uwadze strategiczny character niniejszego projektu, zaplanowano kompleksowe podejście do tematu, poczynając od opracowania technologii wytwarzania nowych stopów na bazie Fe z dodatkami Co, Ni czy P aż po wytworzenie gotowych transformatorów i dławików, które będą sprawdzone w warunkach rzeczywistych, dzięki czemu możliwe będzie ukazanie zalet proponowanej technologii dla użytkownika końcowego. Przedstawione podejście technologiczne zapewnia zarówno wysoką wydajność samego procesu jak również brak odpadów, które przy klasycznej technologii wytwarzania materiałów magnetycznie miękkich, która oparata jest na odlewaniu taśm, ich przeróbce plastycznej na drodze walcowania z wieloma operacjami wyżarzania międzyoperacyjnego, są na poziomie 20 %. Tym samym przedkładany projekt wpisuje się w priorytet III programu TECHMASTRATEG: Non-waste material technologies and biodegradable engineering materials technologies w obszarze: Highly efficient and low-waste fabrication technologies of metallic materials with fragmented ultra- and nano-sized structure for industrial applications. Grupy docelowe odbiorców końcowych, które są zainteresowane wykorzystaniem rezultatów niniejszego projektu w praktyce gospodarczej, to przede wszystkim przedsiębiorstwa działające w obszarze: energetyki odnawialnej – producenci systemów przetwarzania energii dla elektrowni wiatrowych, fotowoltaicznych czy wodnych; transportu kolejowego – producenci przetwornic statycznych instalowanych w lokomotywach; transportu samochodowego – producenci komponentów samochodów elektrycznych oraz infrastruktury związanej z instalacjami ładowania bezprzewodowego pojazdów elektrycznych (samochodów, autobusów), które wykorzystują w swojej konstrukcji szereg przekształtników energii; napędów i energoelektroniki przemysłowej – górnictwa – producenci urządzeń energoelektronicznych; galwanotechniki – producenci zasilaczy galwanicznych będących źródłem energii dla procesów cynkowania, niklowania i chromowania. Niniejszy projekt będzie realizowany przez Konsorcjum w składzie Instytut Metali Nieżelaznych jako lider, Wydział Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej, Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, Wydział Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Akademii Górniczo-Hutniczej oraz przedsiębiorstwa FluxCom JEE i ENEL-PC Sp. z o.o. Jednostki naukowe tworzące konsorcjum cechują się bardzo dużym doświadczeniem w obszarze realizacji badań podstawowych, opracowania technologii wytwarzania nanokrystalicznych materiałów magnetycznie miękkich, aż po aplikacje w przemyśle co daje pewność pomyślnej realizacji projektu.

 

Zadanie Katedty Fizyki Magnetyków :

Opis naszego zadania zamieszczony we wniosku grantowym brzmi następująco:

1.2 Obserwacje struktury domenowej w powiązaniu z poprzeczną anizotropią magnetyczną – obserwacje będą prowadzone za pomocą wysokorozdzielczego polaryzacyjnego mikroskopu optycznego z wykorzystaniem zarówno polarnego jak i podłużnego magnetooptycznego efektu Kerra, z możliwością analizy składowych wektora magnetyzacji dla różnych orientacji zewnętrznego pola magnetycznego i z zastosowaniem technik cyfrowej obróbki obrazów w celu powiększenia kontrastu. Stałe anizotropii magnetycznej będą wyznaczane z wykorzystaniem klasycznej techniki rezonansu ferromagnetycznego FMR.

Mówiąc trochę prościej, chodzi tutaj o:

Badanie procesu przemagnesowania i wyznaczanie parametrów magnetycznych, takich jak przestrzenny rozkład wektora magnetyzacji i stałe anizotropii magnetycznej, z wykorzystaniem metod magnetooptycznych oraz techniki rezonansu ferromagnetycznego.

Zadanie to będzie realizowane przez zespół 5 naukowców z Zakładu Fizyki Magnetyków Wydziału Fizyki UwB pod kierunkiem  prof. dr hab. Marka Kisielewskiego.