Motores eléctricos de alta eficiencia con pares de velocidad personalizados, determinado por sus componentes magnéticos, son esenciales para la sostenibilidad, conceptos exitosos de conducción de automóviles eléctricos. La ingeniería de núcleo magnético suave juega un papel clave en estos motores, donde los principales materiales magnéticos blandos utilizados en la actualidad son los aceros eléctricos. Pero para aplicaciones de alta frecuencia, Los compuestos magnéticos blandos (SMC) también son candidatos prometedores.

Cada una de las diferentes etapas de la construcción del motor, como rodar, puñetazos, Corte por láser, o recocido, afecta la microestructura del material y puede provocar pérdidas magnéticas. Comprender los detalles de la microestructura es fundamental para lograr una mayor eficiencia de los motores eléctricos. Debido a la alta velocidad de rotación de los accionamientos de tracción, más del 5 por ciento de la energía eléctrica producida se pierde en forma de calor.

En un artículo publicado esta semana en la revista Anticipos de AIP , Investigadores de la Universidad de Aalen en Alemania crearon un método de caracterización avanzado para examinar de cerca las características estructurales a microescala y los cambios durante los procesos de fabricación utilizando difracción por retrodispersión de electrones (EBSD).

"Cuando tiene deformaciones por mecanizado, es de gran ayuda hacer visibles las deformaciones, "El autor y profesor de física de materiales magnéticos de la Universidad de Aalen, Dagmar Goll, dijo." Para obtener una visión más profunda de la estructura del material, La difracción por retrodispersión de electrones es realmente útil. Por ejemplo, tamaño y forma de grano, se puede determinar la textura y el grado de deformaciones elásticas y plásticas ".

Los autores compararon los efectos de varios tipos de mecanizado en la microestructura del acero eléctrico. Durante el mecanizado, el filo del material está dañado, cambiando la estructura cristalográfica. "Evaluamos las desorientaciones de los granos en el material. Entonces, en el caso del filo, evaluamos áreas no homogéneas con deformaciones plásticas, ", Dijo Goll. Si bien estas características son microscópicas, el efecto acumulativo en la estructura del material se suma a una pérdida de eficiencia en el producto final.

"En el caso de los compuestos magnéticos blandos pulvimetalúrgicos, que permiten un mayor grado de libertad en el diseño y construcción de motores eléctricos, evaluamos el proceso de recristalización durante la fabricación en función de la presión de compactación, parámetros de recocido y tamaño de partícula de polvo, ", dijo el autor David Schuller.

"Estamos mejorando la relación entre el tamaño de partícula y la distribución del tamaño de grano del material, ", dijo." Dependiendo de la temperatura de recocido, podemos controlar el crecimiento del grano y la recristalización para adaptar las propiedades magnéticas y minimizar las pérdidas magnéticas ".

La metodología desarrollada por Schuller y sus colegas proporciona una nueva herramienta para ver exactamente cómo, dónde y en qué medida la estructura cristalina se rompe en los procesos de mecanizado y se puede recuperar durante el recocido. Sus resultados muestran que EBSD es una técnica de caracterización poderosa y versátil para investigar y adaptar materiales magnéticos blandos.