Создано металлическое стекло для электродвигателей с минимальными энергопотерями

Исследователи Саарского университета в Германии разработали технологию производства компонентов электродвигателей из металлического стекла методом лазерной 3D-печати. Новый материал снижает потери энергии при перемагничивании статора и ротора.

Профессор Ральф Буш и его команда определили три сплава с аморфной структурой, которые сохраняют стеклообразное состояние при послойном сплавлении порошка лазером. В отличие от традиционных крупнозернистых железных сплавов с кристаллической решеткой, атомы нового материала расположены хаотично. Это позволяет магнитным доменам Вайса свободно переориентироваться при изменении магнитного поля без внутреннего сопротивления.

В стандартных электродвигателях упорядоченная кристаллическая структура металла создает микроскопическое трение при постоянной перестройке магнитных областей. Энергия рассеивается в виде тепла, что снижает КПД устройства. Аморфная структура металлического стекла устраняет эти потери на гистерезис.

Команда проверила сотни составов из пяти элементов на устойчивость к кристаллизации. Технология требует быстрого охлаждения расплавленного порошка, чтобы атомы зафиксировались до образования кристаллов. Прорыв произошел год назад после многолетних поисков в пятимерном пространстве композиций.

Европейский союз выделил консорциуму AM2SoftMag более 3,5 млн евро на развитие аддитивного производства аморфных металлов для магнитомягких материалов. Разработка применима в электромобилях, дронах, электровелосипедах и промышленном оборудовании.

Источник: New Atlas