REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Ta doktorska disertacija predstavlja raziskave, usmerjene v izboljšanje polimerno vezanih Nd– Fe–B magnetov z inovativnimi površinskimi obdelavami in tehnikami aditivne proizvodnje, s poudarkom na izboljšanju njihove mehanske trdnosti, magnetnih lastnosti in okoljske stabilnosti. Raziskava je ključnega pomena za širitev uporabnosti teh magnetov v sektorjih, kot so zelene tehnologije in sistemi za nadzor gibanja. Disertacija predstavlja ugotovitve iz treh ključnih študij, od katerih vsaka obravnava različne vidike proizvodnje in obdelave magnetov.
Prva študija raziskuje površinske modifikacije z uporabo fosfatizacije in nanosa tetraetil ortosilikata (TEOS) in 3-aminopropiltrietoksisilana (APTES). Ta obdelava je znatno izboljšala mehanske lastnosti in odpornost magnetov proti koroziji. Magneti, ki so bili podvrženi tem modifikacijam, so pokazali izboljšanje natezne trdnosti za 62 %, raztezka pri prelomu za 16.7 % in povečanje elastičnega modula za 19.9 %. Prav tako so izkazali izjemno odpornost proti koroziji, saj so izgubili manj kot 5 % magnetnega pretoka po izpostavitvi zahtevnim pogojem.
Druga študija je raziskovala uporabo modeliranja s taljenjem (3D tisk) za proizvodnjo polimerno vezanih magnetov z uporabo hitro ohlajenih in plinsko atomiziranih Nd−Fe−B prahov. Ugotovljeno je bilo, da uporaba plinsko atomiziranih prahov, ki so omogočali boljši pretok in manjšo poroznost, bistveno izboljša kakovost natisnjenih magnetov. Ti magneti so dosegli večje gostote in izboljšane magnetne lastnosti, z remanenco (Br) 426 mT, koercitivnostjo (Hci) 721 kA/m in energijskim produktom (BHmax) 29 kJ/m3, v primerjavi z njihovimi hitro ohlajenimi različicami. Poleg tega so ti 3D-natisnjeni magneti izkazali odlično toplotno stabilnost in odpornost proti koroziji, saj so ohranili celovitost zmogljivosti po dolgotrajni izpostavljenosti 85 °C v zraku in vodi.
Tretja študija podrobno opisuje uporabo plazemskih obdelav za izboljšanje adhezije med Nd–Fe–B magnetnimi praški in polimerno matrico znotraj FDM-natisnjenih magnetov. Uporaba radiofrekvenčnih in nizkotlačnih mikrovalovnih plazemskih obdelav je znatno izboljšala mehanske lastnosti in okoljsko stabilnost magnetov. Rezultati so pokazali, da so plazemsko obdelani magneti dosegli visoke gostote (92–94 % teoretičnih vrednosti), optimalne mehanske profile z elastičnim modulom do 578 MPa in najvišjo duktilnost pri 21 %. Upogibna trdnost je dosegla do 15 MPa z minimalno izgubo magnetnega pretoka, kar potrjuje učinkovitost plazemskih obdelav pri ohranjanju celovitosti magnetov v različnih pogojih.
Te študije skupaj potrjujejo hipoteze disertacije in dokazujejo, da lahko specializirane površinske obdelave in prilagoditve aditivne proizvodnje bistveno izboljšajo zmogljivost polimerno vezanih Nd−Fe−B magnetov. Ugotovitve prispevajo k področju akademske raziskave in praktični uporabi, saj spodbujajo bolj trajnostno in učinkovito uporabo magnetov iz redkih zemelj ter omogočajo širšo uporabo na ključnih tehnoloških področjih.