420 likes | 550 Views
Ötvözetek mágneses tulajdonságú fázisainak vizsgálata a hiperbolikus modell alkalmazásával Dr. Mészáros István egyetemi docens Budapest i Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Anyagtudomány és Technológia Tanszék 2008. AGY 4, Kecskemét, 2008. Normál mágnesezési görbe.
E N D
Ötvözetek mágneses tulajdonságú fázisainak vizsgálata a hiperbolikus modell alkalmazásával Dr. Mészáros István egyetemi docens Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Anyagtudomány és Technológia Tanszék 2008. AGY 4, Kecskemét, 2008.
Normál mágnesezési görbe R. Bozorth: Ferromagnetism
A hiperbolikus modell alkalmazásamágneses fázisokra bontásra Model Based Data Evaluation (MBDE)Mészáros 2007. • Szimmetrikus belső (minor) hurkok mérése. • Normál mágnesezési görbe. • Többfázisú hiperbolikus modell (MHM) illesztése a normál görbére. • A mágnesezési görbék felbontása (dekompozíció). • A komponensek hiszterézis görbéinek számítása (minor+telítési). Irreverzibilis fázisok és reverzibilis fázis (légrés).
Többfázisú hiperbolikus modell (MHM) Bármely hiszterézis hurok előállítható a hiszterézismentes görbe egyidejű αi vízszintes és β függőleges szimmetrikus eltolásával. Előnyei: Fizikai háttér Minden illesztőparaméternek egyértelmű fizikai jelentése van Kis számú illesztő paraméter
Mérési összeállítás AC permeameter, detektor tekercs a mintán Szimmetrikus belső (minor) hurkok sorozatának mérése Mért minor hurkok száma: 200 Gerjesztés: szinusos (H), 5 Hz Hmax = 2150 A/m Hiszteresis hurkok: 1000 pont pár Akkomodációs késleltetés: 5 sec
A vizsgálat célja: Kísérleti mintasorozatokon annak igazolása, hogy a több mágnesezhető (ferro- ill. ferrimágneses) fázist tartalmazó ötvözetek esetén a mágneses mérések eredményeiből a mágnesezhető fázisok relatív mennyisége és ezek mágneses tulajdonságai teljes mértékben meghatározhatóak. Kiértékelés (fázis dekompozíció): hiperbolikus modell több fázisú rendszerekre.
Vizsgát minta összeállítások (27 kombináció) Néhány példa: S6 + S17 S4 + S17 S6 + S8 S11 + S13 S11 + 2*S13 …
Méréssel meghatározott normál mágnesezési görbe S6+S17 minták
A mérési eredményekre illesztett, a hiperbolikus modell szerinti, elméleti görbe
S6+S17 1. Fázis (S17) irreverzibilis 48,2 vol% Hc=444,4 A/m
S6+S17 2. Fázis (S6) irreverzibilis 24,9 vol% Hc=156,1 A/m
MBDE kiértékelés S6+S17 minta eredményei MBDE fázis dekompozíció eredménye: S6 Hc=156,1 A/m 65,9 vol% S17 Hc=444,4 A/m 34,1 vol% S6 Hc=160 A/m 15,28 mm2 65,7 vol% S17 Hc=426,8 A/m 7,98 mm2 34,3 vol% Mérés Minta geometriából számolva
TRIP-acélok (Transformation Induced Plasticity) • Tipikus szövetszerkezet: • - ferrit ~50 tf% • bénit ~35 tf% • - ausztenit ~ max. 15 tf% Szabó Péter János BME ATT 2007.
TRIP 17 • komponens • irreverzibilis • 6,7 vol% • Xc=5,05 • Hc=1217,7 A/m • Martenzit
TRIP 17 2. komponens irreverzibilis 49,2 vol% Xc=3,11 Hc=749,1 A/m Ferrit (alakított)
TRIP 17 3. komponens irreverzibilis 44,1 vol% Xc=4,47 Hc=949,5 A/m Bénit (alakított)
TRIP 17 3. komponens reverzibilis Xc=0 Hc=0 A/m
A mágneses NDE mérések tipikus problémái: - Mágnesező járom járuléka - Légrés hatása (lift-off) - Nem érjük el a telítési állapotot
Eredmények • A minta meghatározott mágnesezési görbéi függetlenek: • a légréstől (lift-off) (0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 0,7;0,9; 1 mm) • a mágnesező járom (mérőfej) mágneses tulajdonságaitól. (lemezelt FeSi, MnZn ferrit, tömör lágyvas) A minta telítési mágnesezési jellemzői extrapolációval meghatározhatók.
Eredmények, összefoglalás Bevezettem a módosított hiperbolikus modellt és kiterjesztettem azt a több ferro/ferrimágneses fázist tartalmazó rendszerekre. Bevezettem egy új a hiperbolikus modellen alapuló mérés kiértékelési módszert (MBDE). Kísérleti mintasorozaton igazoltam, hogy az MBDE alkalmazható a több mágneses fázist tartalmazó fémtani rendszereket felépítő fázisok mágneses tulajdonságainak és a relatív fázisarányuk meghatározására. Igazoltam, hogy a fázisok mágnesek hozzájárulása lineárisan kombinálható. (Maxwell-féle szuper pozíciós elv alkalmazható a mágnesezési görbékre.)
Nanokristályos mag vizsgálata Vitroperm 800 Vacuumschmelze Magnetec Fe74Cu1Nb3Si15B7 40-50 Vol% nanokristályos fázis (Finemet, 545 oC/1h, ROUND)
Vitroperm 800 Bm = 1,26 T Hc = 1,02 A/m µ0 = 127 828 µmax = 375 596
Irrev. fázis • Amorf • 55,1 Vol% • Hc = 1,88 A/m • µ0 = 50 971 • µmax = 224 924
2. Irrev. fázis Nanokristályos 44,9 Vol% Hc = 0,95 A/m µ0 = 20 891 µmax = 594 692