Σύνθεση - Σύγκριση μόνιμων συνδεδεμένων μαγνητών Nd-Fe-B με μόνιμους 3D εκτυπωμένους μαγνήτες

Γκούζια, Γεωργία; Gkouzia, Georgia

dc.contributor.author	Γκούζια, Γεωργία	el
dc.contributor.author	Gkouzia, Georgia	en
dc.date.accessioned	2019-06-19T09:51:43Z
dc.date.issued	2019-06-19
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48849
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9524
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μαγνήτες	el
dc.subject	Συνδεδεμένοι μαγνήτες	el
dc.subject	3D εκτύπωση	el
dc.subject	Πολυμερικοί μαγνήτες	el
dc.subject	Mechanical energy	en
dc.subject	Nd-Fe-Bbondedmagnets	en
dc.title	Σύνθεση - Σύγκριση μόνιμων συνδεδεμένων μαγνητών Nd-Fe-B με μόνιμους 3D εκτυπωμένους μαγνήτες	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Μαγνητικά Υλικά	el
heal.dateAvailable	2020-06-18T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-03-01
heal.abstract	Ως ένα από τα σημαντικότερα σύγχρονα υλικά, οι συνδεδεμένοι μαγνήτες NdFeB έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε πολλά πεδία για την μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια. Τα ελκυστικά χαρακτηριστικά τους, υψηλές μαγνητικές ιδιότητες και εύκολη μορφοποίηση σχήματος τους καθιστά από τους ευρέως μελετημένους μαγνήτες με συνεχείς βελτιώσεις. Η παραγωγή συνδεδεμένων μαγνητών πραγματοποιείται με την ανάμειξη της μαγνητικής σκόνης και του συνδετικού παράγοντα, συνήθως πολυμερή και ακολουθεί ψυχρή ή θερμή συμπίεση σε υπερυψηλές πιέσεις. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία πραγματοποιείται η σύνθεση και η μελέτη συνδεδεμένων μαγνητών Nd2Fe14B. Σκοπός της είναι η βελτίωση της πυκνότητας και των μαγνητικών ιδιοτήτων των συνδεδεμένων μαγνητών. Ώς συνδετικοί παράγοντες χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικά πολυμερή, εποξειδική ρητίνη και πολυγαλακτικό οξύ. Οι συνδεδεμένοι μαγνήτες παράχθηκαν με τη μέθοδο της ψυχρής συμπίεση και μελετήθηκαν με τις μεθόδους των Ακτίνων Χ (XRD), Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας (SEM) ενώ οι μαγνητικές τους ιδιότητες Hc, Mr και (BH)max προσδιορίστηκαν με Μαγνητόμετρο δονούμενου δείγματος (VSM). Επιπρόσθετα έγινε η προσπάθεια προσανατολισμού των διπόλων κατά τη διάρκεια θερμής συμπίεσης, με εφαρμογή μαγνητικού πεδίου. Τα δείγματα μελετήθηκαν με τη μέθοδο Μαγνητο-οπτικού Μικροσκοπίου Kerr και Μαγνητομετρία παλμικού πεδίου METIS. Ως σύγκριση των συμπιεσμένων συνδεδεμένων μαγνητών, ακολούθησε η παραγωγή και μελέτη τρισδιάστατων συνδεδεμένων μαγνητών. Η προσθετική διαδικασία ή αλλιώς τρισδιάστατη εκτύπωση βρίσκεται ανάμεσα στις ταχέως αναπτυσσόμενες τεχνικές, έχοντας τα πλεονεκτήματα της κατασκευής προϊόντων στα επιθυμητά σχήματα και γεωμετρίες, απλοποιεί σημαντικά την παραγωγή μόνιμων μαγνητών. Εν συνεχεία της παραγωγής των συμπιεσμένων συνδεδεμένων μαγνητών, παρασκευάστηκε με τη μέθοδο της εκβολής, μαγνητικό νήμα Nd2Fe14B με χρήση πολυγαλακτικού οξέος ως συνδετικό παράγοντα και ακολούθησε η τρισδιάστατη εκτύπωσή του. Η δομή των τρισδιάστατων δειγμάτων μελετήθηκε με τις τεχνικές των Ακτίνων Χ (XRD), Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας (SEM) ενώ οι μαγνητικές τους ιδιότητες Hc, Mr και (BH)max προσδιορίστηκαν με Μαγνητομετρία παλμικού πεδίου. Η πυκνότητα των συμπιεσμένων συνδεδεμένων μαγνητών παρουσιάστηκε αυξημένη ρ=6,2 g/cm3 έναντί της θεωρητικής ρ=5,9 g/cm3 . Εμφανώς μειωμένη στους τρισδιάστατους εκτυπωμένους μαγνήτες με ρ=3,5 g/cm3 όπως και αναμενόταν. Τέλος η μέγιστη πυκνότητα μαγνήτισης από (BH)max=107,2 kJ/m3 των συμπιεσμένων συνδεδεμένων μαγνητών μειώθηκε στο (BH)max=16,3 kJ/m3 ως αποτέλεσμα της μειωμένης πυκνότητας.	el
heal.abstract	AbstractviAbstractAs one of the most important functionalmaterials, Nd-Fe-Bbondedmagnets have been widely used in many fields to convert electricity into mechanical energy. Their attractive features, high magnetic properties and easy shaping make them from the moststudied magnets with continuous improvements. To produce bonded magnets, powders are mixed with thermal-set polymers for compression, under ultra-high pressures.In the frameof the current work, the synthesis and researchof bondedNd-Fe-Bmagnetsdeveloped. Mainpurpose of this study is to improve the density and the magnetic properties of bonded magnets. Two different polymers, epoxy resin and polylactic acid are used as polymer binders.Bondedmagnets were produced by cold compactionmethod. The structure studied by X-ray Diffractionanalysisand Scanning Electron Microscopy (SEM)while their magnetic properties Hc, Mrand (BH)max were determined by a VSM (Vibrating Sample Magnetometer). Additionally, attempts were made to improve the texture of the bonded magnetsduring hot compressionapplied magnetic field. The samples were studied by the Kerr MicroscopeKerr and METIS pulsed magnetometer.As a comparison of the compressed bondedmagnets, the production and researchof 3D-printingbondedmagnets followed. Additive Manufacturingor 3D-printing is arapidly growing techniques, having the advantages of manufacturing products in the desired shapes and geometries,lightweightstructures and required mechanical properties.Following the production of the compacted bonded magnets, the Nd-Fe-B filament was prepared by extrusion method using polylactic acid as a polymer,3D printing of magnetic samples was carried out. The structure of the 3D-printingsamples was studied by X-rayDiffraction(XRD), Scanning ElectronMicroscopy (SEM), while their magnetic properties Hc, Mr and (BH)max were determined by Pulsed Field Magnetometry.The density of the compressed bondedmagnets was slightly increased p = 6.2 g / cm3versus the theoreticaldensityp = 5.9 g / cm3.Slightly reduced the density of 3D-printed magnets p = 3.4 g / cm3as expected. However, the maximum energyproductof compressed bondedmagnets(BH) max = 107.2 kJ / m3was reduced tothe 3D-printed(BH) max = 16.3 kJ / m3as a result of reduced density	en
heal.advisorName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μπουρουσιάν, Μιρτάτ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	101 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false