| El uso de imanes permanentes para crear campos magnéticos útiles en aplicaciones electromagnéticas como motores es muy favorable para el medio ambiente en comparación con los bobinados eléctricos ya que no hay pérdidas energéticas, no requieren aislamiento, y no tienen que ser refrigerados. Otro tipo de aplicaciones son sensores en que los imanes están integrados con sondas de efecto Hall o de magnetoresistencia que requieren un campo definido creado por un mínimo de material.En colaboración con MAVILOR MOTORS, hemos centrado nuestro interés en el estudio de motores ac sin escobillas. Hemos estudiado el problema llamado rizado estático o "cogging", i.e., el giro no regular debido a que los imanes son discretos y periódicos en su disposición angular. Se ha diseñado un nuevo motor que incorpora imanes permanentes en configuración asimétrica que mejora en un 75% el ruedo generado en el par motor debido a este efecto de rizado. [1]Hay un interés específico en buscar nuevos materiales imanes permanentes que superen las prestaciones de los imanes basados en Nd2Fe14B. En concreto estamos explorando la familia de compuestos RFe12-xMx. El interés de esta familia de compuestos radica en el hecho de que la baja relación estequiométrica tierra rara/hierro permitiría la elaboración de imanes más económicos en comparación con los basados en los compuestos pertenecientes a las familias citadas anteriormente. En esta dirección, nuestro grupo ha conseguido sintetizar recientemente una serie totalmente original de compuestos de estequiometría R(M0.5Fe11.5) (M=Ta y W, y R= Tb, Dy, Ho, Er y Lu) En estos compuestos, la concentración de hierro es la más alta encontrada hasta la fecha en las fases 1-12, y sus temperaturas de Curie son elevadas, comparables a las del Nd2Fe14B, pero sus valores de imanación aun son bajos. Hemos caracterizado magnética y estructuralmente estos materiales [2], y buscamos alternativas de síntesis que pudieran estabilizar las tierras raras ligeras, ya que estas dan lugar a ordenamiento ferromagnético. Se continúa con el análisis de los materiales R2Fe14BHx (R=Gd, Pr y Dy) a fin de conseguir la modelización del efecto del hidrógeno sobre las propiedades de anisotropía magnética macroscópica. En la serie R2Fe14BHx (R=Gd, Pr, Dy, Y, Tb) hemos comprobado que el efecto de la hidrogenación es semejante para todas las sustituciones de tierra rara; disminuye la anisotropía de la subred de Fe y también, en dependencia casi-lineal con x, los coeficientes de los términos de orden 2,4 y 6 que describen la anisotropía de la tierra rara. Sin embargo, el efecto que estos efectos comunes tienen en los distintos compuestos puede ser radicalmente distinto; puede inducirse una reorientación de espín en función de la temperatura, como en R=Dy, o tras una carga de hidrógeno por encima de un umbral, como en R=Pr. Es la primera vez que se explica de forma unívoca esta aparente incoherencia en el comportamiento de estos interesantes materiales. [3]. Medimos, por otra parte, propiedades de transporte eléctrico, resistividad eléctrica y efecto Hall ante la ausencia casi completa de información científica y técnica sobre estos parámetros en los imanes permanentes conductores, y que por tanto tienen fuertes pérdidas por calentamiento debido efecto de corrientes de Foucault. La necesidad de disponer de esta información viene demandada por las empresas usuarias de imanes permanentes de tierra rara y metal de transición. Pero, curiosamente, nuestros resultados de efecto Hall anómalo han suscitado un renovado interés por los procesos fundamentales de dispersión electrónica que tienen lugar en estos materiales. Hemos estudiado las series de monocristales R2Fe14B , con R=Y, Nd y Tm, en que vemos que se produce una fuerte anomalía en la señal de efecto Hall a la temperatura del ordenamiento magnético, así como en la reorientación de espín en los casos en que existe, R=Tm y Nd, Se ha interpretado como debida a dispersión indirecta "skew scattering" y lateral "side-jump. Estamos valorando la utilización de este efecto en sensores. [4, 5]. Otro método que pretendemos desarrollar es la medida de la imanación de partículas pequeñas utilizando el efecto Hall anómalo. El paso de la corriente a traves de una pélicula heterogénea genera, debido a la dispersión asimétrica de electrones, un voltaje transversal que es proporcional a la imanación perpendicular de partículas magnéticas. De esta manera, se puede detectar un momento magnético de aproximadamente 4x10-14 emu. Creemos que este método, propuesto ya hace varios años, no se ha desarrollado todavía en ningún laboratorio. En relación con los imanes de NdFeB, hemos empezado una línea científico-tecnológica dedicada a la mejora de la resistencia a la corrosión de imanes de este tipo sin recubrimientos, en colaboración con la empresa MAVILOR MOTORS. En concreto se pretende inducir procesos de inhibición frente a la corrosión a través de la aplicación superficial de diversas soluciones salinas inhibidoras. La validez de los inhibidores se estudiará con técnicas de envejecimiento acelerado y los procesos involucrados se estudiarán con técnicas macroscópicas estándar para corrosión, así como con medidas microscópicas de superficie.Por último, estamos investigando el rico diagrama de fases magnéticas de la serie RMn12-xFex que tienen como incentivo la aparición y coexistencia de fases ferro- y antiferromagnéticas y desorden magnético debido a la competencia entre los átomos de Fe y Mn. Hemos podido explicar cuantitativamente las anomalias en la resistividad que presentan estos materiales en una región de temperaturas de potencial interés tecnológico [6]. En cooperación con la empresa Vacuumschmelze hemos caracterizado magnéticamente el comportamiento dinámico de un nuevo material producido por dicha empresa, la lámina flexible de imán plástico basado en polvos de gran coercitividad de Nd2Fe14B y Sm2Co17, y comprobado sus propiedades de coercitividad y evolución de la remanencia frente a inversión del campo, [7].Referencias[1] Influence of machine symmetry on reduction of cogging torque in permanent magnet brushless motrors. C. Bretón, J. Bartolomé, J.A. Benito, G. Tassinario, I. Flotats, C.W. Lu ans B.J. Chalmers. I.E.E.E. Transactions on Magnetics 36, 3819 (2000).[2] Neutron powder diffraction study of the RFe11.5Ta0.5 (R=Lu, Er, Ho, Dy and Tb) compounds. C. Piquer, E. Palacios, M. Artigas, J. Bartolomé, J. Rubín, J. Campo y M. Hofmann. J. Phys.: Condens. Matter 12, 2265-2278 (2000).[3] Hydrogenation effects on the magnetic and crystal-field interactions in the R2Fe14BHx (R=Gd, Pr, Dy) compounds. C. Piquer, J. Bartolomé, M. Artigas, D. Fruchart. Phys. Rev. B62, 1004-1014 (2000).[4] Magnetotransport through the spin-reorientation transition in Tm2Fe14B. J Stankiewicz, J. Bartolomé, and S. Hirosawa. J. Phys.: Condens. Matter. 13, 303-310 (2000).[5] Magnetotransport properties through phase transitions in R2Fe14B (R=Y, Nd,Tm) compounds. J. Stankiewicz J., J. Bartolomé nad S. Hirosawa. Phys. Rev. B64, 094428, 1/6 (2001).[6] Electron Transport Properties of RMn12-xFex Compounds. J. Stankiewicz and J. Bartolomé. Aceptado en J. of Appl. Phys. (2001).[7] Magnetic Viscosity Study of Thin Flexible RE Magnet-Foils. J.M. Torres, J. Bartolomé, L.M. García, W. Rodewald. Materials Science Forum 373-376, 305-308 (2001). |
