Un equipo de investigación en Japón desarrolló una técnica para evaluar cuantitativamente la estructura magnética interna de los materiales de imanes permanentes utilizando un haz de neutrones.
Un equipo de investigación dirigido por el investigador postdoctoral Tetsuro Ueno, Centro de Iniciativa de Estrategia de Elementos para Materiales Magnéticos ESICMM, Centro de Investigación de Materiales Magnéticos y Espintrónicos CMSM, Instituto Nacional de Ciencia de Materiales NIMS, y profesor asociado Kanta Ono, Institutoof Materials Structure Science IMSS, High Energy Accelerator Research Organisation KEK, desarrolló una técnica para evaluar cuantitativamente la estructura magnética interna de los materiales de imanes permanentes utilizando un haz de neutrones.
Los materiales de imanes permanentes se usan comúnmente en nuestras vidas. Por ejemplo, los motores de vehículos híbridos y eléctricos contienen imanes de neodimio-hierro-boro Nd-Fe-B. Es factible hacer que estos motores sean más eficientes, más pequeños y con más energíaahorro mediante el uso de materiales de imán permanente de alto rendimiento. Para desarrollar dichos materiales, es vital identificar las estructuras magnéticas internas de los materiales objetivo y determinar sus relaciones con las propiedades magnéticas de los materiales respectivos. Ya es práctico observar estructuras magnéticas en las superficies de los materiales utilizandomicroscopios de polarización y microscopios de fuerza magnética. Sin embargo, no había ninguna técnica experimental disponible para evaluar cuantitativamente las estructuras magnéticas internas de los materiales.
El equipo de investigación desarrolló una técnica para evaluar cuantitativamente las estructuras magnéticas internas de los materiales de imanes permanentes mediante la realización de experimentos de dispersión de neutrones de ángulo pequeño SANS. En estos experimentos, se utiliza una técnica para identificar microestructuras en materiales de muestra, que van desde varios nanómetrosa varios micrómetros, irradiando un haz de neutrones a una muestra y obteniendo la distribución de intensidad de los neutrones dispersos en la muestra. Cuando se realiza el análisis en mediciones SANS, se supone que la dispersión de neutrones se produce solo una vez debido a la microestructura interna de un material de muestraSin embargo, en realidad, los neutrones se dispersan varias veces dentro del material y este fenómeno se denomina dispersión múltiple. Con respecto a los materiales de imanes permanentes, se desconocían las condiciones que conducen a la dispersión múltiple, lo que dificulta las evaluaciones cuantitativas de las estructuras magnéticas. Recientemente realizamos experimentos enque cambiamos sistemáticamente el grosor deLas muestras de imán nanocristalino de Nd-Fe-B y la longitud de onda del haz de neutrones, y descubrieron que las muestras más gruesas y las longitudes de onda más largas están vinculadas a una dispersión intensa.Posteriormente, restamos múltiples efectos de dispersión de las intensidades SANS observadas y analizamos los datos corregidos.Como resultado, logramos una evaluación cuantitativa de las estructuras magnéticas internas de los materiales de muestra.
En futuros estudios, planeamos aplicar esta técnica de evaluación a varios materiales de imanes permanentes para examinar de cerca la relación entre las estructuras magnéticas internas y las propiedades magnéticas. Estos estudios pueden acelerar la investigación y el desarrollo de materiales de imanes permanentes con un rendimiento mejorado.
Esta investigación fue apoyada por el Centro de Iniciativa de Estrategia de Elementos para Materiales Magnéticos ESICMM y la Asociación de Investigación Tecnológica de Materiales Magnéticos para Motores de Alta Eficiencia MagHEM que se lanzaron para llevar a cabo proyectos comisionados por MEXT.
Este estudio fue publicado en la revista Informes científicos .
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia de Materiales . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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