Lorentzmikroskopie von Pinning-Magneten

Eine Kombination von Untersuchungen der magnetischen Domänenstruktur in einem weiten Temperaturbereich und von numerischen, mikromagnetischen Simulationsrechnungen soll verwendet werden, um in einer umfassenden Studie das Haftverhalten von magnetischen Domänenwänden in technologisch bedeutenden Hartmagneten, die geeignet sind für mögliche Hochtemperaturanwendungen, zu bestimmen. Die zu untersuchenden Systeme beinhalten die Gruppe der ausscheidungsgehärteten Sm(Co,Cu)5/Sm(Co,Pe)17 Magnete und die Gruppe der heiß extrudierten MnAlC Magnete. Eine geeignete Methode den Effekt des Einflusses der unterschiedlichen Mikrostrukturparameter auf die extrinsischen magnetischen Eigenschaften von Pinningmagneten zu bestimmen ist die der Lorentzmikroskopie bei unterschiedlichen Temperaturen. Mit Hilfe der Lorentzmikroskopie können die Ummagnetisierungsprozesse von mesoskopischen und nanostrukturierten magnetischen Elementen mit hoher räumlicher Auflösung bestimmt werden. Vorläufige Untersuchungen von Sm(Co,Cu,Fe,Zr)7-8 Magneten haben ergeben, dass die hohe Koerzitivfeldstärke durch das Domänenwandhaften an der Sm(Co,Cu)5-7 Zellbegrenzungsphase bestimmt wird. Unterschiede der magnetokristallinen Ansiotropie, hervorgerufen durch Kristallgitterverzerrung und lokale chemische Zusammensetzung, sind die Ursachen für die Koerzitivfeldstärke. Um die Pinningzentren, die als anziehende oder abstoßende Zentren wirken können, genau zu charakterisieren zu können, werden die Magnete nach Art der Phasen und Zusammensetzung genau untersucht. Die genaue Form der Ausscheidungsstruktur wird eindeutig bestimmt. Von besonderem Interesse wird der mit zunehmender Temperatur mögliche Übergang vom ferromagnetischen zum paramagnetischen Zustand der für das Domänenwandhaften verantwortlichen Phase sein. Die quantitative Wechselwirkung zwischen Ummagnetisierung und Mikrostruktur wird mit Hilfe eines von der Arbeitsgruppe erstellten numerischen, mikromagnetischen finiten Elemente Programms simuliert werden. Die Simulationsrechnungen sollen genaue Voraussagen für die Koerzitivfeldstärke liefern. Neben der Rolle der nanostrukturierten Cu-hältigen Phase soll auch der Einfluss der stark verformten Bereiche in MnAlC Magneten auf das Domänenwandhaften bestimmt werden. Die Kombination von Lorentzmikoskopie- Untersuchungen bei unterschiedlicher Temperatur und mikromagnetischen Simulationen an Pinningmagneten soll es ermöglichen, die Ursachen für die Koerzitivfeldstärke zu bestimmen und so mögliche Hinweise für die Verbesserung des Pinningverhaltens bei höherer Temperatur zu liefern. Die Erhöhung der zukünftigen Anwendungstemperatur von elektrischen Maschinen führte zu einem weltweiten Interesse nach Hartmagnetwerkstoffen mit verbesserten Eigenschaften bei höheren Temperaturen.