Kierunki działalności badawczo-rozwojowo-produkcyjnej Laboratorium Materiałów Szybkochładzanych

W ramach laboratorium prowadzone są następujące kierunki działalności:

• Kierunek badawczy:
  • Doskonalenie techniki odlewania taśm amorficznych metodą ultra-szybkiego schładzania ciekłego stopu na powierzchni wirującego bębna metalowego
  • Badania nad opracowaniem technologii odlewania nowych stopów magnetycznie miękkich
  • Badania wpływu parametrów obróbki cieplnej na właściwości magnetycznie miękkich stopów amorficznych i nanokrystalicznych
  • Opracowywanie technologii wytwarzania i badanie masywnych materiałów amorficznych o szczególnych właściwościach mechanicznych i magnetycznych
• Kierunek produkcyjny:
  • Wytwarzanie partii doświadczalnych magnetycznie miękkich taśm amorficznych oraz nanokrystalicznych rdzeni toroidalnych na bazie Fe oraz Co
  • Produkcja beztopnikowych amorficznych lutowi na osnowie Ni i Cu.
  • Wytwarzanie rdzeni magnetycznie miękkich trójkolumnowych zaplatanych do transformatorów rozdzielczych o mocach 100, 250 i 400 kVA
• Laboratorium współpracuje z licznymi placówkami naukowymi w kraju i za granicą:
  • Politechnika Warszawska,
  • Uniwersytet Śląski,
  • Politechnika Częstochowska,
  • Instytut Fizyki Ciała Stałego i Optyki Węgierskiej Akademii Nauk,
  • Laboratorium SATIE- Ecole Nationale Superieure de Cachan – Francja,
  • Uniwersytet w Madrycie,

Ponadto laboratorium współpracuje z firmami przemysłowymi branży elektrycznej w zakresie aplikacji magnetycznie miękkich materiałów amorficznych i nanokrystalicznych.

Lutowia

1. Lutowia beztopnikowe NiCrFeSiB

2. Lutowia beztopnikowe CuNiSnP

Rdzenie magnetycznie miękkie

1. Toroidalne rdzenie amorficzne na bazie żelaza

2. Prostokątne zaplatane rdzenie amorficzne na bazie żelaza do transformatorów.

Numer rdzenia
	1	2		3		4		5		6
Średnia droga LFe [cm]	131	131		131		131		231		231
Przekrój AFe [cm2]	74,5	76,1		75		75		74,7		75,4
B80 [T]	1,48	1,49		1,47		1,49		1,48		1,49
Br [T]	1,22	1,23		1,21		1,21		1,24		1,23
Hc [A/cm]	0,072	0,071		0,07		0,071		0,069		0,068
P(50Hz;1.3T) [Wkg]	0,18	0,21		0,19		0,21		0,14		0,14
Masa [kg]	70	74,5		70,5		70,5		124		125

Zalecany zakres częstotliwości 50 – 5000 Hz

Toroidalne rdzenie amorficzne na bazie kobaltu

Zalecany zakres częstotliwości 50 – 20 000 Hz

Urządzenia:

Urządzenie do odlewania taśm amorficznych

Stanowisko do komputerowego badania własności magnetycznych rdzeni

• WKP_1/1.4.2/1/2004/25/25/54
• WKP_1/1.4.1/1/2005/10/10/227
• WKP_1/1.4.2/2/2005/20/101/308

Aparatura badawcza i technologiczna

Przyrząd REMACOMP® C-100 jest przeznaczony do badań charakterystyk dynamicznych materiałów magnetycznie miękkich. Parametrami mierzonymi są indukcja magnetyczna, remanencja, straty mocy w rdzeniu oraz przenikalność magnetyczna. Pomiary parametrów magnetycznych próbek mogą być przeprowadzane w temperaturze pokojowej lub w wybranej temperaturze z zakresu od -1500C do 3500C.

Zakres częstotliwości: od 10 Hz do 300 kHz

Typy wzbudzeń: sinusoidalny, trójkątny, prostokątny, liniowo malejący

Kształt próbek: rdzenie toroidalne ze szczeliną i bez szczeliny

Przyrząd wyposażony jest w przystawki umożliwiające dokładne pomiary zespolonej przenikalności magnetycznej próbek z materiałów magnetycznie miękkich w postaci rdzeni toroidalnych. Konstrukcja przystawki zapewnia namagnesowanie próbki bez konieczności nawijania uzwojeń wokół rdzenia. Zespolona przenikalność magnetyczna wyznaczana jest w oparciu o wyniki pomiaru indukcyjności obwodu z rdzeniem i bez rdzenia. W oparciu o specjalny program komputerowy przyrząd wyświetla charakterystyki częstotliwościowe części rzeczywistej i urojonej tej przenikalności z możliwością wyznaczenia częstotliwości granicznej jako ważnego parametru określającego zakres stosowalności badanego materiału rdzenia.

Zakres częstotliwości: od 40 Hz do 110 MHz, rozdzielczość1 mHz

Przyrząd przystosowany jest do pracy w zakresie temperatur od 25°C do 1500°C (do wyznaczania cp do 1400°C) z zastosowaniem atmosfery ochronnej (argon, wodór) przy próżni ok. 10-4 bara. Wyposażony jest w nośnik próbek DSC (również do pomiaru ciepła właściwego) oraz DTA oraz oprogramowanie Proteus do sterowania pomiarem a także zapamiętywania i obróbki wyników.

Umożliwia on:

• wyznaczenie temperatur początku i końca krystalizacji, piku oraz punktu przegięcia,
• automatyczne wyszukiwanie piku,
• analizę entalpii przemian fazowych,
• wyznaczanie zawartości fazy krystalicznej,
• automatyczną korektę linii bazowej,
• wyznaczanie ciepła właściwego

Wykonana instalacja umożliwia odlewanie masywnych stopów amorficznych przy wykorzystaniu podciśnieniowo-nadciśnieniowej metody transportu ciekłego metalu. Odlewanie odbywa się przy temperaturze wsadu wynoszącej do 13000C w przypadku tygla z SiO2 lub do 15000C w przypadku tygla z Al2O3. Generator o mocy 10 kW pracuje przy częstotliwości 20 - 60 kHz, zaś forma odlewnicza chłodzona jest wodą lub ciekłym azotem.

Wymiary próbek są następujące:

• tuleje: fz = 15 mm, fw = 10 mm, h = 100 mm
• pręty: fmax = 10 mm, fmin = 3 mm