Sauber in die Zukunft
“Keine Autos mehr, die Abgase erzeugen!” Dieser Wunsch zur Verbesserung der Lebensqualität in unseren Städten war in den letzten Wochen oft zu hören. Die Technologie dazu ist vorhanden und es wird auch intensiv an der Verbesserung der derzeitigen Systeme geforscht. CO2 neutrale Mobilität benötigt Strom aus erneuerbaren Quellen. Mit einem hohen Anteil an Wind- und Wasserkraft hat Österreich dafür beste Voraussetzungen. „Kleiner, leichter und mehr Leistung“ ist eine Formel, die auch für die Elektromobilität und die Stromerzeugung gilt. Je stärker der Magnet im Motor oder Generator desto kleiner kann er dimensioniert werden. Leistungsfähige Magnete benötigen kritische Materialen. Das sind Rohstoffe, die für die gesellschaftliche Entwicklung wichtig - aber begrenzt und teuer sind. Das Zentrum für Integrierte Sensorsysteme der Donau Universität Krems ist Partner in internationalen Projekten zu Entwicklung von neuen magnetischen Werkstoffen, die ohne kritischen Materialien auskommen.
Das klingt kompliziert, ist aber fast wie ein Computerspiel. Die Forscher am Technopol Wiener Neustadt nutzen die hohe Rechenleistung von Computer-Grafikkarten, um den Magnet in Millionen von kleinen „Kompassnadeln“ zu zerlegen und berechnen wie sich diese ausrichten. Diese Computersimulationen liefern wichtige Daten zur Verbesserung der Magnete.
Dieses Projekt vom Horizon 2020 Programm der Europäischen Union mit der Projektnummer 686056 gefördert.
Details
| Projektzeitraum | 01.04.2016 - 30.09.2019 |
|---|---|
| Fördergeber | EU |
| Förderprogramm |
H2020
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| Department | |
| Projektverantwortung (Universität für Weiterbildung Krems) | Univ.-Doz.Dipl.-Ing.Dr. Thomas Schrefl |
Publikationen
Tsuchiura, H.; Yoshioka, T.; Novák, P.; Fischbacher, J.; Kovacs, A.; Schrefl, T. (2021). First-principles calculations of magnetic properties for analysis of magnetization processes in rare-earth permanent magnets". Science and Technology of Advanced Materials (STAM), Vol. 22, no. 1: 748-757
Kovacs, A.; Fischbacher, J.; Gusenbauer, M.; Oezelt, H.; Herper, H. C.; Vekilova, O. Y.; Nieves, P.; Arapan, S.; Schrefl, T. (2020). Computational design of rare-earth reduced permanent magnets. Engineering, 6: 148
Schönhöbel, A.M.; Madugundo, R.; Barandiarán, J.M.; Hadjipanayis, G.C.; Palanisamy, D.; Schwarz, T.; Gault, B.; Raabe, D.; Skokov, K.; Gutfleisch, O.; Fischbacher, J.; Schrefl, T. (2020). Nanocrystalline Sm-based 1:12 magnets. Acta Materialia, Vol. 200: 652-658
Kovacs, A.; Fischbacher, J.; Gusenbauer, M.; Oezelt, H.; Herper, H. C.; Vekilova, O. Yu.; Nieves, P.; Arapan, S.; Schrefl, T. (2019). Computational Design of Rare-Earth Reduced Permanent Magnets. Engineering, November 2019: in press
Nieves, P.; Arapan, S.; Maudes-Raedo, J.; Marticorena-Sánchez, R.; Del Brío, N. L.; Kovacs, A.; Echevarria-Bonet, C.; Salazar, D.; Weischenberg, J.; Zhang, H.; Vekilova, O. Yu.; Serrano-López, R.; Barandiaran, J. M.; Skokov, K.; Gutfleisch, O.; Eriksson, O.; Herper, H. C.; Schrefl, T.; Cuesta-López, S. (2019). Database of Novel Magnetic Materials for High-Performance Permanent Magnet Development. Computational Materials Science, 168: 188-202
Vekilova, O. Y.; Fayyazi, B.; Skokov, K. P.; Gutfleisch, O.; Echevarria-Bonet, C.; Barandiarán, J. M.; Kovacs, A.; Fischbacher, J.; Schrefl, T.; Eriksson, O.; Herper, H. C. (2019). Tuning the Magnetocrystalline Anisotropy of Fe3Sn by Alloying. Physical Review B, 99: 024421
Fischbacher, J.; Kovacs, A.; Gusenbauer, M.; Oezelt, H.; Exl, L.; Bance, S.; Schrefl, T. (2018). Micromagnetics of rare-earth efficient permanent magnets. Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 51, no. 19: 193002-193019
Bance, S.; Bittner, F.; Woodcock, T. G.; Schultz, L.; Schrefl, T. (2017). Role of twin and anti-phase defects in MnAl permanent magnets. Acta Materialia, 131: 48-56
Kovacs, A.; Fischbacher, J.; Oezelt, H.; Schrefl, T.; Kaidatzis, A.; Salikhov, R.; Farle, M.; Giannopoulus, G.; Niarchos, D. (2017). Micromagnetic Simulations for Coercivity Improvement Through Nano-Structuring of Rare-Earth-Free L10-FeNi Magnets. IEEE Transactions on Magnetics, 53(11): DOI: 10.1109/TMAG.2017.2701418
Nieves, P.; Arapan, S.; Schrefl, T.; Cuesta-Lopez, S. (2017). Atomistic spin dynamics simulations of the MnAl t-phase and its antiphase boundary. Physical Review B, 96(22): doi:10.1103/PhysRevB.96.224411
Vorträge
Micromagnetic simulation of surface anisotropy effects in SmFe_12-type permanent magnets
JEMS2019 Joint European Magnetic Symposia, Uppsala, Schweden, 26.08.2019
Micromagnetic Simulation of Partially Ordered L1_0 FeNi Permanent Magnets
MANA 2018 - Micromagnetics: Analysis, Numerics, Applications, TU Wien, Resselgasse 4, 1040 Wien, Österreich, 08.11.2018
Simulation of permanent magnets across the length scales
Functional Materials Colloquium, TU Darmstadt, 26.10.2018
Computational design of rare-earth reduced permanent magnets
Rare-earth and future permanent magnets and their applications REPM2018, Beijing, China, 28.08.2018
Micromagnetic Simulation of Partially Ordered L1_0 FeNi Permanent Magnets
21st International Conference on Magnetism (ICM2018) Moscone Center, San Francisco, USA, 16.07.2018
Energy Barriers in Nano-structured Permanent Magnets
Conference on Mathematical Aspects of Materials Science, Portland Oregon, USA, 10.07.2018
Recent advances in micromagnetic modelling of permanent magnets
8th Forum of new materials, Perugia, Italy, 12.06.2018
Activation volume and structural defects in permanent magnets
Future perspectives on novel magnetic materials, Santorini, Greece, 01.06.2018
Micromagnetic Simulation of Partially Ordered L1_0 FeNi Permanent Magnets
Santorini Workshop Future Perspectives on Novel Magnetic Materials, Santorini Palace Hotel, Santorini, Griechenland, 30.05.2018
Microstructure optimization for permanent magnets
MRS Spring Meeting 2018, Phoenix, USA, 03.04.2018