Permanentmagnete sind eine kritische Komponente von Elektromotoren und Generatoren in einem breiten Anwendungsspektrum. Das schnelle Wachstum der Windkraft- und Elektromobilitätssektoren hat zu einer stark gestiegenen Nachfrage nach hochleistungsfähigen Permanentmagneten auf Nd-Fe-B-Basis geführt. Begrenzte globale Ressourcen an Seltenerdelementen erfordern die Entwicklung reduzierter oder seltenerdfreier Permanentmagnete. Das Ziel dieses Projekts ist es einen digitalen Zwilling von seltenerdfreien MnAl-C-Permanentmagneten herzustellen. Dies erfordert eine vollständige, quantitative Beschreibung der Mikrostruktur in drei Dimensionen und detaillierte Kenntnisse über die Rolle der verschiedenen Komponenten der Mikrostruktur bei der Bestimmung der magnetischen Eigenschaften. Diese Informationen bilden die Grundlage für mikromagnetische Simulationen der magnetischen Eigenschaften auf der Grundlage realistischer, simulierter Mikrostrukturen. Der digitale Zwilling wird evaluiert, indem er in der Simulation einer bestimmten Magnetfeldhistory ausgesetzt wird und die Ergebnisse mit dem Experiment verglichen werden. Mit Hilfe von maschinellem Lernen wird der Zusammenhang von Experiment und Simulation hergestellt und ein realistisches Modell von MnAl-C Magneten erzeugt. Die Erstellung des digitalen Zwillings eines Permanentmagneten liefert wichtige Beiträge zur Digitalisierung der Materialwissenschaft, zur ökologischen Nachhaltigkeit, zu sauberer Energie und Elektromobilität.

Aktuell

Am 25.4.2022 fand das erste virtuelle Kick-Off Meeting statt. Teilnehmer vom IFW Dresden waren Thomas G. Woodcock und Panpan Zhao. Von der UWK Krems nahmen Thomas Schrefl, Harald Özelt und Markus Gusenbauer teil. Das Hauptthema war die Diskussion über die nächsten Schritte, die Priorisierung des Arbeitsplans, alles mit dem Fokus auf die kommende Projektperiode. In WP1 und WP2 am IFW Dresden arbeiten wir nun an Möglichkeiten zur Erstellung von 3D-Informationen über Kornstrukturen sowie zur Analyse der Materialanreicherung einzelner Typen von Grenzflächen, wie z.B. Dreifachverbindungen. Im WP4, dem mikromagnetischen Teil an der UWK, werden die einzelnen Grenzflächen mit Verteilungen der Koerzitivfeldstärke analysiert. Parallel dazu werden wir an einer Toolchain arbeiten, um 3D-Mikrostrukturmessungen in Simulationsmodelle umzuwandeln. Kornstrukturstatistiken werden helfen, künstliche Mikrostrukturen zu erzeugen, die den experimentellen Messungen ähneln.

Am 20.5. konnten wir Jung und Alt bei der Langen Nacht der Forschung 2022 begeistern. In einer Mitmachstation wurde der Einfluss von Dauermagneten auf die Elektromobilität demonstriert. Die InteressentInnen konnte mit einfachen Expirmenten herausfinden, welchen Einfluss Magnete auf die Leistung von Elektromotoren haben. Mit unserem Projekt konnten wir zeigen, wie wichtig es ist, Dauermagnete ohne kritische Seltene Erden zu entwickeln.

Lange Nacht der Forschung 2022 Markus Gusenbauer, Harald Özelt

 

https://www.donau-uni.ac.at/de/aktuelles/veranstaltungen/2022/lange-nacht-der-forschung-2022.html

 

 

Lange Nacht der Forschung 2022

 

@ Details:

Auftraggeber:

FWF, Projekt: I 5266-N

Details

Projektzeitraum 01.03.2022 - 28.02.2025
Fördergeber FWF
Förderprogramm
Department

Department für Integrierte Sensorsysteme

Zentrum für Modellierung und Simulation

Projekt­verantwortung (Universität für Weiterbildung Krems) Dipl.-Ing.(FH) Dr. Markus Gusenbauer
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