De studie werd gepubliceerd in The Journal of Materials Processing Technology.
Een voorbeeld is een staaf gemaakt van een legering van twee metalen waarvan de verhouding verandert van 100% metaal A naar fifty-fifty, naar 100% metaal B, enzovoort. Op voorwaarde dat de metalen in kwestie goed mengen en geen defecten veroorzaken, kunnen de gradiënteigenschappen van de staaf – inclusief magnetische – technologisch nuttig zijn, bijvoorbeeld voor motorrotoren, strips voor magnetische encoders of transformatoren.
"Gradient-zachte magnetische legeringen zouden toepassingen kunnen vinden in de machinebouw, bijvoorbeeld in elektrische motoren", aldus onderzoekswetenschapper PI Stanislav Evlashin. "Onze bevindingen tonen aan dat gerichte energiedepositie niet alleen een manier is om gradiëntmaterialen in 3D te printen, maar ook een manier om nieuwe legeringen te ontdekken. Daarnaast is de technologie zeer efficiënt en geschikt om zelfs grote onderdelen snel te vervaardigen."
In een experiment produceerden de onderzoekers zo’n legering. De twee componenten zijn zelf legeringen: aluminiumbrons (koper, aluminium en ijzer) en roestvrij staal van marinekwaliteit (meestal ijzer, chroom en nikkel). Beide zijn technisch bekend als paramagnetisch. Dat wil zeggen, ze plakken niet aan een magneet. Maar als ze in gelijke verhoudingen worden gemengd, blijkt de resulterende legering een ‘zachte’ ferromagneet te zijn. Dat wil zeggen, hij wordt aangetrokken door ‘harde’ ferromagneten – zoals die op de koelkast – maar wordt er zelf geen.
"We hebben een InssTek MX-1000 3D-printer gebruikt, waarbij poedervormig materiaal uit een mondstuk wordt gedeponeerd en tegelijkertijd wordt gesmolten met een laser. De resulterende legering vertoonde ferromagnetische eigenschappen in een mate die afhing van de verhouding tussen de twee samenstellende materialen", zegt hoofdauteur Oleg Dubinin.
"Onze studie geeft ook een theoretische verklaring voor het ontstaan van ferromagnetische eigenschappen in de legering in termen van zijn atomaire structuur. Terwijl de twee oorspronkelijke materialen een zogenaamde face-centered kubische kristalstructuur hebben, resulteert hun combinatie in een op het lichaam gecentreerde kubische structuur."
In de eerste zitten metaalatomen in de hoeken van denkbeeldige kubussen en op hun gezichten. In de laatste zijn er metaalatomen in het midden van de onzichtbare kubussen in plaats van op hun gezichten. Deze tweede opstelling geeft het materiaal zijn ferromagnetische eigenschappen.
Megaohmmeters op batterijen. Het aanbod werkplaatsuitrusting van TME omvat onder meer professionele apparaten van Fluke.…
De HCX oliepeilglazen van Elesa+Ganter bieden een geavanceerde oplossing voor industrieel onderhoud en productie. Deze…
Een kleinschalig en compact apparaat, Fuze, gebouwd door de Amerikaanse startup Zap Energy heeft plasma…
Al 15 jaar is het Festo Bionic Learning Network gefascineerd door vliegen. Het team heeft…
Kwantummechanische verschijnselen zoals radioactief verval, of algemener: ‘tunnelen’, vertonen intrigerende wiskundige patronen. Twee onderzoekers aan…
Een nieuwe ultragevoelige glasvezelsensor kan deeltjes met een diameter tot 50 nanometer detecteren. In de…