Magneter

Resultaterne fra projektet skal muliggøre en bedre udnyttelse af de kostbare materialer, som indgår i magneterne. Projektet er finansieret af Poul Due Jensens Fond, ejer af Grundfos.

Permanente magneter er overalt omkring os: I mobiltelefoner, computere, hovedtelefoner, pumper, elbiler og vindmøller. Ofte ønsker man at anvende så kraftige magneter som muligt, for så kan man gøre apparaterne mindre og spare på materialerne. De sidste 30 års anvendelse af kraftige, neodym‐baserede magneter har været en væsentlig drivkraft bag miniaturiseringen og effektiviseringen af harddiske, elmotorer osv., men visse ydre påvirkninger, især varme og modsatrettede magnetfelter, kan imidlertid ødelægge magnetiseringen. Det er eksempelvis det der sker, hvis et elektronisk nøglekort bliver afmagnetiseret ved at ligge op ad en mobiltelefon.

Ønskes: bedre modstandskraft mod afmagnetisering

Der forskes verden over i hvordan man kan øge permanente magneters modstandskraft mod at blive afmagnetiseret, deres såkaldte koercivitet. En hyppigt anvendt metode er at tilsætte det kostbare metal dysprosium til de meget udbredte neodym‐magneter for at øge deres koercivitet.

Der er dog et fundamentalt videnskabeligt problem som står i vejen for en systematisk optimering af magneternes egenskaber: Vi kender stadig ikke de specifikke fysiske og kemiske faktorer, der bestemmer koerciviteten af en magnet. Virkelige magneters koercivitet er således kun halvt så stor som den teoretisk burde være.

3D‐modeller skal afsløre fysiske mekanismer

Nu vil lektor Rasmus Bjørk fra DTU Energi forsøge at angribe problemet fra en ny vinkel. Rasmus Bjørk har tidligere arbejdet med magneter og optimering af deres egenskaber, men har også erfaring med 3Dcomputermodeller af materialers mikrostruktur. Og det er netop ved at udvikle en model der kombinerer magnetisme og 3D‐mikrostruktur, at Rasmus vil gøre fremskridt.

“Hidtil har man kun kunnet regne på idealiserede strukturer, som ikke afspejler virkelige materialers mikrostruktur. Den model vi vil udvikle i projektet, kommer til at kunne modellere mikrostrukturen af en permanent magnet langt mere realistisk. På den måde vil vi kunne identificere de vigtigste fysiske mekanismer som begrænser koerciviteten af virkelige magneter”, fortæller Rasmus Bjørk.

Og han har allerede blik for det følgende skridt: At udvikle strategier for at forbedre koerciviteten ved at designe mikrostrukturen af magneterne.

Grundfos‐fond ser store perspektiver

Både dysprosium og neodym produceres næsten udelukkende i Kina, hvilket i sig selv gør brugerne sårbare over for udsving i pris og tilgængelighed. Neodym er dog væsentligt mere tilgængeligt end dysprosium, så hvis man kan minimere brugen af dysprosium, vil det være en fordel for alle virksomheder der anvender permanente magneter.

For Poul Due Jensens Fond (fonden bag Grundfos‐koncernen) er Rasmus’ projekt et godt eksempel på hvordan fremragende forskning kan gå hånd i hånd med både anvendelse og samfundsrelevans:
“Vi er fra Poul Due Jensens Fond meget glade for at støtte et projekt der dels er drevet af den elementære nysgerrighed over for et uløst, grundvidenskabeligt problem, dels har meget konkrete perspektiver mht. at minimere anvendelsen af sjældne metaller som dysprosium i elektriske motorer”, udtaler fondsdirektør Kim Nøhr Skibsted.

Poul Due Jensens Fond har finansieret forskningsprojektet med en bevilling på 3,56 millioner. Projektet ventes at løbe over de næste tre et halvt år.

Hos Megatrade har vi heldigvis et par kreative løsninger oppe i ærmet!

Læs mere om vores magneter her

Det er store kontraster, der er på spil i kælderen under iNANO (Interdisciplinary Nanoscience Center) på Aarhus Universitet. Her står Nordeuropas største magnet, der udgør størstedelen af det NMR-spektrometer som fakultetet Science and Technology nu indvier. Kæmpemagneten  på fire meter og syv tons bliver dog ikke brugt til at undersøge store ting. Den gør det  i stedet for muligt at stille skarpt på de mindste ting på molekyleniveau.  Prøverne, der bliver undersøgt, er ofte ikke meget mere end ½ millimeter store - så små, at man risikerer, at de bliver væk under en negl.

Adgang til komplekse detaljer

Med magneten kan forskerne fremover få langt større detaljerigdom og overskue mere komplekse molekylære sammenhænge end hidtil. "Jo kraftigere et magnetfelt, jo større detaljerigdom. Med den nye magnet kan vi se på molekylerne i deres funktionelle miljø og opdage ting, der før har været skjult. Sådan en ny indsigt er vigtig både for grundforskningen, som vi laver og for de mere anvendelsesorienterede projekter med centerets mange industrielle samarbejdspartnere" siger professor Thomas Vosegaard, der står i spidsen for Dansk Center for Ultrahøjfelts NMR Spektroskopi, som spektrometeret er en del af, og som åbner samtidigt.

Mange får glæde af magneten

Magneten støtter forskningen inden for en række områder, blandt andet medicinudvikling, materialeudvikling og fødevareforskning, der er iNANOs kerneområder.  Den fungerer som  en del af et nationalt center for NMR-spektroskopi. Det giver forskere fra andre universiteter samt industrien mulighed for også at benytte den. En stor del af den forskning den understøtter sker i et tæt samarbejde med virksomheder som Haldor Topsøe, Dupont og Novo.

Det nationale center giver industrien adgang til både instrumenter og forskernes ekspertise. Det består i sin helhed af en række nmr-spektrometre med forskellige egenskaber, hvoraf det nye kæmpespektrometer indgår som kronjuvelen. 

Stor tiltrækningskraft

Det er et kraftigt magnetfelt, der er på spil, når spektrometeret laver målinger. Hele 500.000 gange jordens magnetfelt. Det gør det muligt at kigge nærmere på molekylestrukturer med helt op til 10.000 atomer og se både detaljer og forløb.

Spektrometeret benytter samme teknik som hospitalernes MR-skannere, men er cirka 10 gange kraftigere. Hullet, man putter prøven i, er til gengæld kun 4 centimeter bredt og hvor MR-skanneren producerer et færdigt billede, er NMR-målingerne mere indirekte. Målingerne viser en række afstande mellem de forskellige atomer i prøven, så bagefter må forskerne regne baglæns og lave en masse dataanalyse, førend de har fortolket deres resultat. Til gengæld kan de så også lavet meget præcise beskrivelser af molekylernes struktur og dynamik i forhold til hinanden.

Fakta:

MR-spektrometeret er finansieret via en bevilling fra Forsknings- og Innovationsstyrelsens infrastrukturmidler. Det har kostet 35 millioner kr.

Mere information:

Professor Thomas Vosegaard, iNANO og Institut for Kemi, Aarhus Universitet

Mobil: 60202639. Mail: tv@chem.au.dk

Hjemmeside for Dansk Center for Ultrahøjfelts NMR Spektroskopi http://nmr.au.dk

Larko Magnet opnår Achilles godkendelse

Godkendt leverandør til offshore.

I takt med at antallet af offshore konstruktioner vokser hvert år, bliver der i stigende grad stillet større og mere omfattende krav til samtlige komponenter, der anvendes på offshore anlæg. Hver enkelt produktionsdel spiller en afgørende rolle for konstruktionen og kræver et særligt højt kvalitetsniveau og lave tolerancer.

Larko Magnet International ApS er her fra årsskiftet blevet internationalt certificeret hos Achilles/Sellihca og er dermed blevet en del af det anerkendte kvalifikationssystem "Sellihca Nordic Utility Pre-Qualification System". Administrerende direktør Lars Kobberholm udtaler "Certificeringen giver vores kunder inden for offshore branchen sikkerhed for vores pålidelighed som leverandør og garanti for, at vi producerer gennemtestede magnetsystemer af højeste kvalitet. Med kvalifikationssystemet i ryggen er vi i endnu højere grad i stand til at imødekomme de stigende krav, omverdenen stiller til vores magnetsystemer".

Kvalitet og fleksibilitet

De vanskelige vind- og vejrforhold for anlæg til havs er en komplicerende faktor, der skal tages højde for helt fra produktudviklingens spæde faser. Det kræver et solidt erfaringsgrundlag og gennemtestede produktionsmetoder for at skabe de rette produkter, hvor kravene om kvalitet og fleksibilitet i anvendelsen er altafgørende.

"Vores kvalitetsserie af Protego Gummimagneter bliver løbende kvalitetstestet for at sikre den helt rigtige magnetisme, tolerance og holdbarhed", fortsætter Lars Kobberholm. "Den høje kvalitet gør sig gældende i alle delkomponenter af vores magnetsystemer, så vi opnår en strømlinet produktserie. Vi foretager en konstant videreudvikling af magnetsystemerne både på produktionsniveau og i udviklingsfasen, så vi altid sætter overliggeren højt".

Larko Magnets team af eksperter inden for feltet rådgiver kunderne fra projektets begyndelse om de muligheder og risici der måtte være forbundet med ethvert projekt, så den rette løsning altid findes.