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PhD Thesis, Jon Pérez

Jon Pérez

Jon Pérez

Title: Moldeo por compresión de polvo base NdFeB producido mediante atomización con gas

Defense Date: 12/05/2017

Director: José Manuel Martín

Abstract

Los imanes base NdFeB son los imanes con mayor producto de energía disponibles en el mercado. Son utilizados comercialmente en un amplio rango de dispositivos. Desde estátores para motores o generadores eléctricos de distintas potencias, hasta dispositivos electrónicos como altavoces, micrófonos o discos duros, pasando por equipos de generación de imágenes por resonancia magnética.

La potencia de los imanes depende principalmente de la composición química del material y de la ruta de fabricación utilizada. Los imanes producidos por sinterización son los que mayor producto de energía máximo tienen, mientras que los imanes ligados, producidos a partir de distintos tipos de polvo base NdFeB, cuentan con un producto de energía máximo menor. Por otra parte, los imanes ligados resultan ser una opción más económica en el caso de requerir imanes de menor potencia con geometrías complicadas o de pequeño tamaño. Dependiendo de la aplicación para la que se requiera, puede resultar más adecuado uno u otro tipo de imán.

En la presente tesis doctoral, se han analizado distintos imanes comerciales, tanto sinterizados, como ligados. También se han analizado varios polvos comerciales con los que fabricar imanes ligados, producidos por distintos procesos pulvimetalúrgicos (por “melt spinning” o por “HDDR (hidrogenation-disproportionation-desorption-recombination)”). Los imanes ligados parecen abarcar cada vez un mayor mercado, por lo que es importante el análisis de estos materiales.

La otra gran parte de la tesis, se ha dedicado al desarrollo de una ruta de producción de polvos base NdFeB alternativa, la atomización con gas. A día de hoy, no hay ningún producto (base NdFeB) en el mercado fabricado a partir de esta ruta, pese a que sí hay artículos científicos escritos sobre el tema. Las propiedades magnéticas de estos polvos tienden a ser algo inferiores a las de los polvos producidos mediante las otras rutas de producción. Sin embargo, la atomización tiene como ventaja su gran productividad y, por lo tanto, el ser más económica que las demás. Además, el polvo atomizado con gas es esférico, lo que lo hace idóneo para su posterior consolidación, por conseguirse compactos con una mayor fracción volumétrica de material magnético que con polvos de otras morfologías.

No sólo se han estudiado distintas composiciones y parámetros de producción para obtener los polvos con las mejores propiedades magnéticas posibles, sino que se ha tratado también de optimizar las propiedades magnéticas de éstos mediante distintos tratamientos térmicos. Se han analizado las microestructuras del polvo antes y después de los tratamientos térmicos, detectando las diferencias y relacionándolas con los cambios en las propiedades magnéticas. También se han investigado las condiciones óptimas para el moldeo por compresión del polvo con distintos polímeros.

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