Motores elétricos de alta eficiência com torques de velocidade personalizados, determinado por seus componentes magnéticos, são essenciais para a sustentabilidade, conceitos de acionamento de automóvel elétrico de sucesso. A engenharia do núcleo magnético suave desempenha um papel fundamental nesses motores, onde os principais materiais magnéticos moles usados ​​hoje são os aços elétricos. Mas para aplicações de alta frequência, compósitos magnéticos macios (SMCs) também são candidatos promissores.

Cada uma das diferentes fases da construção do motor, como rolar, socos, corte a laser, ou recozimento, afeta a microestrutura do material e pode levar a perdas magnéticas. Compreender os detalhes da microestrutura é fundamental para alcançar maior eficiência para motores elétricos. Devido à alta velocidade de rotação das unidades de tração, mais de 5% da energia elétrica produzida é perdida na forma de calor.

Em artigo publicado esta semana na revista AIP Advances , pesquisadores da Universidade de Aalen, na Alemanha, criaram um método de caracterização avançado para examinar de perto as características estruturais em microescala e as mudanças durante os processos de fabricação usando difração de elétron retroespalhado (EBSD).

"Quando você tem deformações de usinagem, é uma grande ajuda para tornar as deformações visíveis, "disse o autor e professor de física de materiais magnéticos na Aalen University, Dagmar Goll." A fim de obter uma visão mais profunda da estrutura do material, a difração de elétrons retroespalhados é realmente útil. Por exemplo, tamanho e formato do grão, textura e grau de deformações elásticas e deformações plásticas podem ser determinados. "

Os autores compararam os efeitos de vários tipos de usinagem na microestrutura do aço elétrico. Durante a usinagem, a ponta do material está danificada, mudando a estrutura cristalográfica. “Avaliamos as desorientações dos grãos no material. Então, no caso da vanguarda, avaliamos áreas não homogêneas com deformações plásticas, "Disse Goll. Embora essas características sejam microscópicas, o efeito cumulativo na estrutura do material resulta em perda de eficiência do produto final.

"No caso dos compósitos magnéticos macios metalúrgicos em pó, que permitem um maior grau de liberdade na concepção e construção de motores elétricos, avaliamos o processo de recristalização durante a fabricação em função da pressão de compactação, parâmetros de recozimento e tamanho de partícula de pó, "disse o autor David Schuller.

"Estamos melhorando a proporção entre o tamanho da partícula e a distribuição do tamanho do grão do material, "disse ele." Dependendo da temperatura de recozimento, podemos controlar o crescimento e a recristalização do grão para ajustar as propriedades magnéticas e minimizar as perdas magnéticas. "

A metodologia desenvolvida por Schuller e colegas fornece uma nova ferramenta para ver exatamente como, onde e em que medida a estrutura cristalina é interrompida nos processos de usinagem e pode ser recuperada durante o recozimento. Seus resultados mostram que o EBSD é uma técnica de caracterização poderosa e versátil para investigar e adaptar materiais magnéticos moles.