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"Sensor de desplazamiento lineal de
núcleo ferromagnético amorfo"
Gabriel Lavorato
<gabriel.lavorato@cab.cnea.gov.ar>
Resonancias Magnéticas-CAB
26 / 2 / 2013 -- 14 : 30 Aula Resonancias Magnéticas
En los últimos años se obtuvieron vidrios metálicos masivos
(bulk metallic glasses) en el sistema Fe-B-Si-P-C que presenta
gran capacidad de formación del amorfo (glass forming ability)
acompañada de excelentes propiedades magnéticas blandas y
la ventaja de no emplear elementos más costosos (Ga, Y, Cr,
Nb) usualmente requeridos en este tipo de aleaciones,
teniendo entonces una buena perspectiva de aplicación
comercial [1]. Debido a la creciente automatización de los
procesos industriales, actualmente son requeridos sensores
cada vez más económicos, más pequeños, de menor consumo
y con mayor precisión. Asimismo, el reemplazo del material
magnético utilizado como núcleo por uno de características
superiores puede incorporar ventajas significativas y contribuir
a la optimización del funcionamiento de distintos sensores [2].
En
el
presente
trabajo
se
fabricó
la
aleación
Fe76P5(Si0.3B0.5C0.2)19 mediante dos técnicas de enfriamiento
rápido: se obtuvieron cintas (~40 µm de espesor) mediante
planar-flow casting y cilindros (1 y 2 mm de diámetro)
mediante copper mold injection casting. La condición amorfa
de las muestras fue analizada mediante difracción de rayos X y
SEM, mientras que los procesos de cristalización y fusión
fueron estudiados mediante ensayos de calorimetría. En
cuanto a sus propiedades magnéticas, el material presenta
una magnetización de saturación de 1.44 T y un campo
coercitivo de 4.5 A/m para las cintas y 7.5 A/m para los
cilindros. Además se realizó un análisis termomagnético hasta
1000 K y se estudiaron las pérdidas magnéticas en función de
la frecuencia para un valor fijo de inducción máxima. Las
propiedades obtenidas sugieren la aplicación de este tipo de
material en núcleos de transformadores, sensores inductivos y
otros dispositivos [3].
En esta charla les contaré mi tesis de ingeniería industrial en
la que se propone un método de fabricación de sensores de
desplazamiento lineal de tipo LVDT a partir de la síntesis de un
nuevo material ferromagnético amorfo para ser utilizado como
núcleo. Se estima que el nuevo material permitirá un menor
costo de fabricación del sensor y una mayor sensibilidad. Se
analiza la factibilidad técnico-económica de la producción y
comercialización de sensores de este tipo en la industria de los
cajeros automáticos, concentrando la atención en los
mercados latinoamericanos de Brasil, Argentina y Chile cuyas
economías prevén un crecimiento favorable en la industria
analizada.
[1] A. Makino, C. Chang, T. Kubota y A. Inoue, “Soft magnetic
Fe–Si–B–P–C bulk metallic glasses without any glass-forming
metal elements”, J. Alloys Compd., 483, 616-619 (2009)
[2] P. Ripka “Sensors based on bulk soft magnetic materials:
Advances and challenges”. J. Magn. Magn. Mater. 320; 246673 (2008)
[3] G. Lavorato, G. Fiore, P. Tiberto, M. Baricco, H. Sirkin, J.A.
Moya, “Structural and magnetic properties of
Fe76P5(Si0.3B0.5C0.2)19 amorphous alloy” , J. Alloys Compd.,
536S1, S319-S323 (2012)