بهینه‌سازی خواص مغناطیسی یک آلیاژ فرومغناطیس
مواد فرومغناطیس به دسته‌ای از مواد مغناطیسی گفته می‌شود که دارای دوقطبی‌های مغناطیسی دائمی و خاصیت مغناطیسی خود به خودی هستند. این مواد هنگامی‌که درون یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند، به‌اصطلاح مغناطیده شده و به آهن‌ربا تبدیل می‌شوند.
این مواد به‌طور گسترده‌ای در تولید حسگرهای مغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربردهای اخیر حسگرهای مغناطیسی در ره‌یابی یا ناوبری کشتی‌ها و هواپیماها و تحقیقات زمین شناسی جهت شناسایی معادن بوده است. عملکرد بهینه این حسگرها تا حدود زیادی به هندسه مواد مغناطیسی به کار رفته در آن‌ها وابسته است. ازاین‌رو با بهینه‌سازی شکل و ابعاد این مواد می‌توان علاوه بر افزایش کارایی حسگرها، هزینه تولید آن‌ها را نیز کاهش داد.
حمیدرضا صدلاله، مجری طرح گفت: ساخت و بهینه‌سازی مواد مغناطیسی به دلیل کاربرد گسترده آن‌ها در تولید حسگرها، یکی از اولویت‌های اساسی کشور بر اساس سند چشم‌انداز ۱۴۰۴ به شمار می رود.
وی افزود: با توجه به کاربردهای متنوع و اهمیت فراوان حسگرهای مغناطیسی، کشورهای پیشرفته عملا در مسائل مختلف مربوط به آن‌ها شدیدا در حال رقابت هستند، ازاین‌رو، مواردی از قبیل جنس هسته، بهبود طراحی حسگر به‌منظور کاهش مصرف انرژی، و بهبود حساسیت آن ها مورد بررسی قرارگرفته است.
وی ادامه داد: در این پژوهش اثر هندسه بر خواص مغناطیسی آلیاژ نانوبلورین فاینمنت ارزیابی شده است. همچنین سعی شده که با کاهش ابعاد هسته‌های مغناطیسی موجود در این آلیاژ تا مقیاس نانومتری، عملکرد این ماده بهبود یابد.
صدلاله اظهار داشت: آلیاژ FeSiB با مقادیر کمی از عناصر مس و نیوبیم که با نام تجاری فاینمنت (Finement) شناخته می‌شود، از جمله مواد مغناطیسی نرم پایه آهن و پیشرفته محسوب می‌شود.
به گفته وی، این آلیاژ با استفاده از فرایند انجماد سریع تولید می‌شود؛ به‌گونه‌ای که سرعت سرد شدن بسیار بالای مذاب آن‌ها، ساختار بی‌نظم و بی‌شکلی را ایجاد می‌کند. حال‌آنکه این ساختار کاملاً پایدار نیست و باید با انجام یک عملیات حرارتی به ساختاری پایدار تبدیل شود. در این طرح تلاش شده تا با استفاده از اعمال یک عملیات حرارتی مناسب، بلورهایی در مقیاس نانو در زمینه بی‌شکل آلیاژ تشکیل شود. این امر درنهایت بهبود خواص نرم مغناطیس آلیاژ فاینمنت را به دنبال خواهد داشت.
وی افزود: استفاده از آلیاژ نانوبلورین فاینمت در تولید هسته های مورد استفاده در حسگرهای مغناطیسی، موجب بهبود عملکرد، کاهش اتلاف انرژی، کاهش وزن و کاهش ابعاد ادوات خواهد شد. موارد مذکور، کاهش هزینه‌های تولید، کاهش هزینه‌های کاربرد و نیز کاهش آلودگی‌های زیست محیطی را در پی دارد.
این طرح در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد حمیدرضا صدلاله و با راهنمایی دکتر ابوالقاسم نورمحمدی از دانشگاه اصفهان انجام‌شده است. این پایان‌نامه که با همکاری شرکت نانوفناوران سفیر انجام‌شده، تحت عنوان پایان‌نامه موردنیاز صنعت به تأیید داوران ستاد ویژه‌ی توسعه‌‌ی فناوری نانو نیز رسیده است.
