{"id":6915,"date":"2018-08-24T18:00:11","date_gmt":"2018-08-24T21:00:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/?p=6915"},"modified":"2018-09-06T15:03:55","modified_gmt":"2018-09-06T18:03:55","slug":"breves-entrevistas-com-cientistas-christian-polak-vacuumschmelze-gmbh-co-kg-alemanha","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/breves-entrevistas-com-cientistas-christian-polak-vacuumschmelze-gmbh-co-kg-alemanha\/","title":{"rendered":"Breves entrevistas com cientistas: Christian Polak (Vacuumschmelze GmbH & Co. KG, Alemanha)."},"content":{"rendered":"

\"Christian<\/a>
Christian Polak<\/figcaption><\/figure><\/p>\n

Christian Polak interagiu pela primeira vez com Vacuumschmelze GmbH & Co quando a sua tese de doutorado sobre materiais amorfos, defendida na Universidade T\u00e9cnica de Viena (TU Wien), despertou o interesse da empresa. Em 1993, ele come\u00e7ou a trabalhar na \u00e1rea de pesquisa e desenvolvimento da empresa, onde permanece.<\/p>\n

A Vacuumschmelze iniciou suas atividades com o desenvolvimento do primeiro forno de fundi\u00e7\u00e3o a v\u00e1cuo (como sugere seu nome em alem\u00e3o) h\u00e1 cerca de 100 anos na cidade alem\u00e3 de Hanau. Hoje, a companhia \u00e9 uma fabricante de materiais magn\u00e9ticos avan\u00e7ados e produtos relacionados com mais de 4.000 funcion\u00e1rios localizados em dezenas de pa\u00edses. Esses materiais est\u00e3o presentes na vida cotidiana de milh\u00f5es de pessoas, fazendo parte de carros, avi\u00f5es, elevadores, sistemas de energia solar e e\u00f3lica, transformadores…<\/p>\n

\"Rapid<\/a>
Tecnologia de solidifica\u00e7\u00e3o r\u00e1pida.<\/figcaption><\/figure>\n

Atualmente, Christian Polak lidera o Departamento de Tecnologia de Solidifica\u00e7\u00e3o R\u00e1pida na empresa. Essa tecnologia permite fabricar fitas met\u00e1licas microm\u00e9tricas com propriedades magn\u00e9ticas superiores, processando o metal fundido em apenas uma etapa. Processos posteriores podem, ainda, transformar esses materiais de estrutura amorfa em ligas nanocristalinas (com gr\u00e3os ou cristais nanom\u00e9tricos).<\/p>\n

No XVII B-MRS Meeting<\/a>, Polak oferecer\u00e1 uma palestra plen\u00e1ria sobre esses materiais magn\u00e9ticos nanocristalinos e suas aplica\u00e7\u00f5es, principalmente no segmento dos dispositivos eletr\u00f4nicos miniaturizados.<\/p>\n

Veja algumas informa\u00e7\u00f5es que o Dr. Polak forneceu relacionadas ao assunto de sua palestra plen\u00e1ria.<\/p>\n

Materiais Magn\u00e9ticos Nanocristalinos<\/strong><\/p>\n

\"Nanocrystalline<\/a>
Estrutura nanocristalina do material VITROPERM.<\/figcaption><\/figure>\n

Mais de vinte anos atr\u00e1s, Yoshizawa, Oguma e Yamauchi introduziram uma nova classe de ligas \u00e0 base de ferro exibindo um comportamento magn\u00e9tico suave (soft<\/em>) superior. As propriedades foram uma combina\u00e7\u00e3o \u00fanica de baixas perdas, alta permeabilidade e magnetostri\u00e7\u00e3o pr\u00f3xima de zero obtidas por permalloys e ligas amorfas Co-based, mas com uma magnetiza\u00e7\u00e3o de satura\u00e7\u00e3o at\u00e9 1,2 Tesla – muito mais alta do que qualquer um desses materiais pode oferecer convencionalmente. O particular sobre o novo material \u00e9 a sua microestrutura ultrafina de b.c.c. Fe-Si com tamanhos de gr\u00e3o de 10-15 nm a partir dos quais suas propriedades moles derivam por \u00faltimo. Com base nisso, essa nova classe de ligas foi denominada \u201cnanocristalina\u201d. O material \u00e9 composto pela cristaliza\u00e7\u00e3o de uma liga de Fe-Si-B amorfa com pequenas adi\u00e7\u00f5es de Cu e Nb. Esta composi\u00e7\u00e3o \u00e9 a chave para uma estrutura de gr\u00e3os ultrafinos e as propriedades magn\u00e9ticas moles associadas.<\/p>\n

\u00c9 bem conhecido que a microestrutura, visivelmente o tamanho do gr\u00e3o, determina essencialmente o ciclo de histerese de um material ferromagn\u00e9tico. No entanto, tivemos que construir uma compreens\u00e3o mais profunda da coercividade (Hc) em toda a gama de comprimentos de correla\u00e7\u00e3o estrutural a partir de dist\u00e2ncias at\u00f4micas em ligas amorfas sobre tamanhos de gr\u00e3o (D) no regime nanom\u00e9trico at\u00e9 tamanhos de gr\u00e3o macrosc\u00f3pico. A depend\u00eancia 1 \/ D da coercividade para grandes tamanhos de gr\u00e3os reflete a regra convencional de que boas propriedades magn\u00e9ticas moles requerem gr\u00e3os muito grandes (D> 100\u03bcm). Assim, a redu\u00e7\u00e3o do tamanho das part\u00edculas para o regime da largura da parede do dom\u00ednio aumenta a coercividade Hc. Por outro lado, as coercividades mais baixas s\u00e3o novamente encontradas para os menores comprimentos de correla\u00e7\u00e3o estrutural, como nas ligas amorfas e nas ligas nanocristalinas, para tamanhos de gr\u00e3o D <20nm. O novo material nanocristalino preenche a lacuna entre os metais amorfos e as ligas policristalinas convencionais. A combina\u00e7\u00e3o de tamanho de gr\u00e3o pequeno e propriedades magn\u00e9ticas suaves \u00e9 surpreendente e fascinante do ponto de vista cl\u00e1ssico em engenharia magn\u00e9tica.<\/p>\n

Papel dos Materiais Magn\u00e9ticos Moles Nanocristalinos em dispositivos eletr\u00f4nicos e outras aplica\u00e7\u00f5es:<\/strong><\/p>\n

\"Tape<\/a>
N\u00facleos magn\u00e9ticos: uma aplica\u00e7\u00e3o de materiais nanocristalinos.<\/figcaption><\/figure>\n

O material magn\u00e9tico amorfo e nanocristalino, em forma de faixa, \u00e9 utilizado para produzir os chamados n\u00facleos de fita enrolada (= n\u00facleos magn\u00e9ticos). A adi\u00e7\u00e3o de enrolamentos de cobre leva a componentes indutivos bem conhecidos para a ind\u00fastria eletr\u00f4nica.<\/p>\n

A Vaccumschmelze \u00e9 l\u00edder de mercado e tecnologia em muitas aplica\u00e7\u00f5es com anos de experi\u00eancia no mercado internacional. A experi\u00eancia da empresa abrange todo o processo de desenvolvimento, desde o conhecimento das caracter\u00edsticas da liga at\u00e9 a tecnologia de fabrica\u00e7\u00e3o e os locais de fabrica\u00e7\u00e3o de baixo custo.<\/p>\n

A VAC produz componentes indutivos baseados em material nanocristalino para os mercados de instala\u00e7\u00e3o,\u00a0automotivo e industrial.<\/p>\n

Exemplos para o mercado de instala\u00e7\u00e3o: Conversores de corrente total para chaves de prote\u00e7\u00e3o contra corrente de fuga \u00e0 terra e conversores de corrente para medidores eletr\u00f4nicos de energia.<\/p>\n

Exemplos para o mercado automotivo: bobinas e transformadores para o gerenciamento de energia, antenas flex\u00edveis para Keyless-Entry-Systems, para ve\u00edculos h\u00edbridos e el\u00e9tricos, sistemas de Recupera\u00e7\u00e3o, Start-Stop-Systems e conversores DC \/ DC.<\/p>\n

Exemplos para o mercado industrial: bobinas, transformadores e sensores de pot\u00eancia para fontes de alimenta\u00e7\u00e3o e retificadores. Bobinas de modo comum e n\u00facleos nanocristalinos pavimentam o caminho para designs de filtro compactos e inovadores com a mais alta efici\u00eancia para acionamentos de motores el\u00e9tricos superiores, de acordo com as mais novas regulamenta\u00e7\u00f5es internacionais. Os transformadores de acionamento por gaveta proporcionam a mais alta seguran\u00e7a, excelente confiabilidade e longa vida \u00fatil para aplica\u00e7\u00f5es especiais (alta voltagem) combinando efici\u00eancia de transmiss\u00e3o de energia e sinal em um componente, resultando em custos totais mais baixos. Os sensores atuais oferecem m\u00e1xima precis\u00e3o.<\/p>\n

Novos desenvolvimentos: Aplica\u00e7\u00f5es de alta frequ\u00eancia (redu\u00e7\u00e3o de tamanho).<\/strong><\/p>\n

Vacuumschmelze \u00e9 tradicionalmente um fornecedor de componentes indutivos. Componentes indutivos convencionais, como n\u00facleos magn\u00e9ticos, componentes indutivos, bobinas e transformadores, bem como antenas flex\u00edveis, s\u00e3o grandes e colocados em cima dos PCBs. Todos estes produtos estabelecidos s\u00e3o geralmente utilizados na gama de frequ\u00eancia mais baixa, e. a 50Hz ou at\u00e9 alguns kHz.<\/p>\n

Respondendo aos desafios futuros dos circuitos eletr\u00f4nicos, nos deparamos com novos requisitos – especialmente, houve uma tend\u00eancia de usar frequ\u00eancias mais altas e, consequentemente, a tend\u00eancia para a miniaturiza\u00e7\u00e3o. Isso permite o uso de componentes incorporados, nos quais caps, semicondutores, resistores e indut\u00e2ncias localizam um local dentro do PCB, respectivamente em uma camada de um PCB multicamada.<\/p>\n

Para dar os primeiros passos nessa dire\u00e7\u00e3o, participamos de um projeto de pesquisa conjunto chamado VISA, que foi fundado pelo Minist\u00e9rio Federal Alem\u00e3o de Educa\u00e7\u00e3o e Pesquisa, onde n\u00f3s tivemos que melhorar nossos materiais magn\u00e9ticos amorfos ou nanocristalinos para torn\u00e1-los prontos para altas frequ\u00eancias e incorpora\u00e7\u00e3o. Tais componentes indutivos devem ser planos, a altura m\u00e1xima n\u00e3o deve exceder 1 mm, as perdas de ferro devem ser t\u00e3o baixas quanto poss\u00edvel e um fator de alta qualidade na freq\u00fc\u00eancia de comuta\u00e7\u00e3o at\u00e9 a faixa de MHz foi solicitado. Para aplica\u00e7\u00e3o, est\u00e1vamos focados em conversores DC \/ DC para a pequena faixa de pot\u00eancia. Al\u00e9m disso, esper\u00e1vamos aplica\u00e7\u00f5es para n\u00facleos, indutores planares, materiais de blindagem e sensores para a ind\u00fastria automotiva, p. sistemas de acionamento eletr\u00f4nico, para tecnologia LED de energia ou carregadores fotovoltaicos ou para aplica\u00e7\u00f5es de blindagem, como sistemas de carregamento sem fio.<\/p>\n

Novos desenvolvimentos: materiais de alta satura\u00e7\u00e3o (redu\u00e7\u00e3o de tamanho).<\/strong><\/p>\n

Sabe-se bem que as ligas de Fe-Cu-Nb-Si-B nanocristalinas exibem excelentes propriedades magn\u00e9ticas moles (baixo campo de coercividade Hc e alta permeabilidade \u00b5) combinadas com baixa magnetostri\u00e7\u00e3o (ls) e polariza\u00e7\u00e3o de alta satura\u00e7\u00e3o em torno de Js ~ 1.2T. Eles s\u00e3o amplamente utilizados em aplica\u00e7\u00f5es magn\u00e9ticas.<\/p>\n

Desde a sua descoberta, uma importante for\u00e7a motriz para o desenvolvimento adicional de ligas tem sido aumentar a polariza\u00e7\u00e3o de satura\u00e7\u00e3o para receber uma mudan\u00e7a de fluxo efetiva mais alta ap\u00f3s reverter a excita\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica. Assim, um n\u00edvel mais alto de indut\u00e2ncia poderia ser alcan\u00e7ado em volume simultaneamente menor. Os desenvolvimentos mais recentes s\u00e3o as ligas Fe-Si-B-P-Cu, que apresentam uma alta polariza\u00e7\u00e3o de satura\u00e7\u00e3o em torno de Js ~ 1,8 T, bem como uma coercividade razoavelmente baixa (Hc <10 A m).<\/p>\n

Um problema associado a estas novas ligas \u00e9 que elas est\u00e3o localizadas perto do limite de forma\u00e7\u00e3o de vidro, levando a s\u00e9rios problemas de produ\u00e7\u00e3o. Demonstrou-se recentemente que as composi\u00e7\u00f5es mais recentes investigadas nos \u00faltimos anos exibem capacidade de forma\u00e7\u00e3o de vidro suficiente para produ\u00e7\u00e3o em grande escala. No entanto, a magnetostri\u00e7\u00e3o de satura\u00e7\u00e3o de ligas de Fe-Si-B-P-Cu nanocristalinas ainda \u00e9 relativamente alta (ls\u224814 ppm). A baixa magnetostric\u00e7\u00e3o, no entanto, \u00e9 importante para boas propriedades magn\u00e9ticas e insensibilidade ao estresse do ciclo de histerese. O objetivo do desenvolvimento atual \u00e9 investigar a capacidade de aplica\u00e7\u00e3o de tais sistemas de liga e fornecer o t\u00e3o faltar comportamento das propriedades magn\u00e9ticas, particularmente no estado nanocristalino.<\/p>\n

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Para mais informa\u00e7\u00f5es sobre este palestrante e a palestra plen\u00e1ria que ele proferir\u00e1 no XVII Encontro da SBPMat\/B-MRS Meeting, clique na foto do palestrante e no t\u00edtulo da palestra: https:\/\/www.sbpmat.org.br\/17encontro\/home\/<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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