URZĄDZENIACH ELEKTRYCZNYCH

 

Celem bezpośrednim projektu jest opracowanie technologii wytwarzania nowej generacji materiałów magnetycznych oraz wykorzystanie ich do budowy modeli nowej generacji proekologicznych i energooszczędnych urządzeń elektrycznych dla chłodnictwa i klimatyzacji, elektroniki oraz branży napędów elektrycznych.

Przedmiotem badań będzie szeroka gama materiałów: stopy amorficzne, nanokrystaliczne, mikrokrystaliczne,polikrystaliczne, ferromagnetyczne tlenki o strukturze perowskitu oraz materiały z pamięcią kształtu. Do wytwarzania tych materiałów wykorzystane zostaną najnowocześniejsze technologie, które pozwolą na otrzymanie innowacyjnych materiałów w postaci monokryształów, polikryształów, taśm, proszków, a także elementów masywnych.

Projekt realizowany jest przez konsorcjum krajowych jednostek badawczych utworzone na mocy umowy zawartej 12 czerwca 2008 roku, w której jako podmiot odpowiedzialny za koordynacją merytoryczno – finansową działalności Konsorcjum ustanowiono Instuytut Metali Nieżelaznych.

Pprojekt podejmuje tematykę, która jest obecnie szeroko rozwijana na całym świecie. Współczesne gałęzie przemysłu związane z produkcją urządzeń elektrycznych mogą stać się konkurencyjne jedynie poprzez wprowadzenie do produkcji rozwiązań opartych na innowacyjnych materiałach magnetycznych wytwarzanych za pomocą najnowszych technologii. Dużą zaletą nowoczesnych materiałów jest możliwość sterowania ich właściwościami poprzez odpowiednio dobrany skład chemiczny oraz technologię ich wytwarzania.

Bardzo dużą nowoczesnością rozwiązań w stosunku do obecnego stanu wiedzy cechuje się tematyka związana ze schładzaniem magnetycznym. Wiele światowych laboratoriów prowadzi obecnie prace badawcze zmierzające docelowo do komercjalizacji i wprowadzenia na rynki urządzeń bazujących na efekcie schładzania magnetycznego. W niniejszym projekcie zaplanowano wiele bardzo innowacyjnych rozwiązań tego zagadnienia. Przebadana zostanie cała gama materiałów, począwszy od stopów Gd, poprzez ferromagnetyczne tlenki metali, materiały amorficzne, bardzo obiecujące stopy na bazie La oraz materiały z pamięcią kształtu NiMnGa i nowe stopy NiCoAl z dodatkiem Fe i Mn pod kątem zjawiska magnetokalorycznego. Opracowana zostanie specjalna konstrukcja magnesów trwałych, która będzie pozwalała na wytwarzanie pola magnetycznego do 1,5 T, a takż e system napędowy regeneratora oraz transferu ciepła. Wszystkie te prace będą miały na celu zaprojektowanie i wykonanie doświadczalnego modelu chłodziarki magnetycznej.

W ramach projektu opracowane też zostaną specjalne konstrukcje rdzeni magnetycznych na stojany do wysokoobrotowych silników elektrycznych z wykorzystaniem materiałów amorficznych lub nanokrystalicznych oraz specjalne innowacyjne konstrukcje wirnika. W trakcie prac prowadzących do zaprojektowania prototypu zasilacza impulsowego wysokich częstotliwości, opracowana zostanie technologia wytwarzania taśm o grubościach poniżej 16 µm, a także opracowany zostanie specjalny sposób nanoszenia izolacji międzywarstwowej w celu zmniejszenia strat mocy w rdzeniu. Ponadto zaproponowana zostanie koncepcja wykorzystania technik impulsowego przełączania połączonych ze zjawiskiem rezonansu przy konstrukcji zasilacza.

W ramach projektu realizowanych będzie 5 głównych zadań:

1. Projektowanie innowacyjnych materiałów do zastosowań w wybranych dziedzinach techniki.
2. Badanie procesu wytwarzania innowacyjnych materiałów do zastosowań w wybranych dziedzinach techniki.
3. Badanie korelacji pomiędzy strukturą a właściwościami materiałów z efektem magnetokalorycznym.
4. Badanie i analiza wybranych gatunków materiałów pod kątem konkretnych zastosowań.
5. Badania aplikacyjne.

Koordynator Projektu - dr Roman Kolano