Центр магнетизма Вольфсона - Wolfson Centre for Magnetics - Wikipedia

Координаты: 51 ° 29′02 ″ с.ш. 3 ° 10′08 ″ з.д. / 51,484 ° с.ш.3,169 ° з. / 51.484; -3.169

Члены Центра магнетизма Вольфсона перед Инженерной школой (Кардиффский университет )

Центр магнетизма Вольфсона (WCM) является центром исследований и знаний, действующим при Школе инженерии по адресу: Кардиффский университет.

Исследование

WCM - это центр исследований, обучения и передачи технологий в широком спектре магнетизма, включая магнитную инженерию, магнитные материалы, магнитные устройства и физику магнетизма.

Исследования в рамках WCM сосредоточены на нескольких областях, связанных с производством, характеристикой и применением магнитные материалы. Сфера исследовательской деятельности Центра недавно была расширена за счет добавления нескольких новых преподавателей, что позволило Центру магнетизма Вольфсона извлечь выгоду из ожидаемого роста исследовательских возможностей в совместных междисциплинарных проектах в магнетизм и магнитные материалы. Системы автоматизированного проектирования в магнетизме, электромагнитные машины, магнитное изображение, материалы с высокой проницаемостью, магнитострикция, магнитный датчики и приводы, наномагнитные материалы, магнитный тонкие пленки и многослойные, магнитные материалы для хранилище данных, теория и моделирование магнитных материалов - все это области исследований, которые в настоящее время исследуются в центре.

Постдипломные исследования и промышленные контракты выполняются при поддержке оборудования и исследовательских мощностей, недавно модернизированных за счет крупных инвестиций в инфраструктуру.

WCM поддерживает связи с ведущими исследовательскими группами в области магнетизма по всему миру. Европа, Азия, север и Южная Америка, Япония, Китай, Индия и Корея. Его члены регулярно участвуют в конференции, создание сетей и совместные исследовательские проекты как на национальном, так и на международном уровне.

Удобства

Центр магнетизма Вольфсона имеет широкий спектр оборудования в своих лабораториях, которые поддерживают исследовательскую и производственную консультационную деятельность. Текущие инвестиции, в том числе награда от EPSRC /стандартное восточное время Объединенный инфраструктурный фонд (JIF) в 2003 году помогли в постоянном улучшении существующей инфраструктуры и Инвестиционный фонд стратегических исследований (SRIF) награжден в 2005-2006 гг.

Существующие объекты включают:

Пример измерительной системы

Свойства переменного и постоянного тока

В потеря мощности, проницаемость, полная мощность, плотность потока, магнитное поле, Шум Баркгаузена, магнитострикция Характеристики магнитомягкие материалы и магнитотвердые материалы можно измерить с помощью ряда испытательных систем под ОКРУГ КОЛУМБИЯ, AC и условия вращательного намагничивания. Эти системы позволяют испытывать материалы в широком диапазоне геометрических размеров от 0,001 Гц до 200 кГц с произвольным контролем. формы волны.

Напряжение и температурный отжиг

Некоторые из систем определения характеристик переменного и постоянного тока могут использоваться с образцом, находящимся под напряжением (± 50 кН ) или при заранее определенной температуре (варьируемой от -150 ° C до +600 ° C с использованием климатической камеры, лабораторная печь или же масляная ванна ).

Микро / наномасштабная характеристика

Система наблюдения в области с большим увеличением использует продольные и полярные Эффект Керра для динамического наблюдения поверхностных доменных структур с максимальной скоростью 1825 кадры в секунду и максимальное намагничивание 500 раз.

Вибрационный образец Магнитометр используется для определения характеристик магнитного фильмы, ленты и порошки при магнитных полях до 3 Тл в интервале температур от 8 K до 1270 К.

Система измерения магнитных свойств (MPMS) выполняет определение характеристик постоянного тока, используя возвратно-поступательный образец и обнаружение SQUID (сверхпроводящее квантовое интерференционное устройство) для максимального разрешения в магнитных полях до 5 Тл.

Система измерения физических свойств (PPMS) позволяет измерять такие явления, как магнитокалорический эффект, магнитострикция и магнитосопротивление в широком диапазоне температур и магнитных полях до 7 Тл.

Магнитные свойства вблизи поверхности магнитомягких материалов можно анализировать с помощью магнитооптического эффекта Керра Поттера (MOKE), который использует поперечный эффект Керра для измерения петель намагничивания в образцах, таких как ферромагнитные пленки.

Система для производства аморфных микропроводов

Изготовление материалов

Есть магнитный микропровода -производственный цех, оборудованный всем необходимым для производства аморфной и нанокристаллической проволоки без покрытия и со стекловолокном с использованием быстрое тушение от техники плавления. Помещение содержит:

  • Блок предварительной подготовки сплава - вместимостью 20-200 г, рассчитан на 10−6 атмосферный вакуум или атмосфера инертного газа. Он состоит из кварц палата и Эдвардс Диффстак комбинированная вакуумная система. Может использоваться для приготовления металлических предварительных сплавов, содержащих металлы (Fe, Co, Ni ), металлоиды (п, B, C ) и редкоземельные элементы.
  • В установке для подготовки проволоки с закалкой во вращающейся воде - используется для подготовки металлических изделий. аморфный и нанокристаллический провода диаметром сечения около 125 мкм и длиной до 100 м.
  • Блок подготовки стеклянной проволоки - используется для изготовления стеклянной проволоки (аморфной и нанокристаллической) с диаметром металлической части 1-50 мкм и толщиной стеклянного покрытия 3-15 мкм.

Для питания всех вышеупомянутых агрегатов используется индукционный нагреватель, обеспечивающий выходную мощность 5 кВт при рабочей частоте до 400 кГц, который работает с несколькими рабочими головками и с индукционными катушками различной геометрии.

Моделирование и симуляция

Центр использует программное обеспечение для электромагнитного проектирования и анализа. Они используются при моделировании 2D и 3D электромагнитные приложения, такие как проектирование и оптимизация электрические машины, неразрушающая оценка, датчики и исполнительные механизмы, постоянный магнит устройства и высокочастотные приложения.

Производительность электромагнитных устройств

3 фазы трансформатор Тестер доступен для определения характеристик промышленных трансформаторов или смоделированных сердечников с номиналом до 15 кВА приводится в действие трансформатором постоянного напряжения или выбранным инверторные приводы через компьютерное управление вариации.

Ряд динамометров используется для оценки производительности вращающихся машин до максимальной скорости 24000 об / мин и максимальный рейтинг 24 кВт. Переменные нагрузки могут применяться с использованием вихревой ток тормоза или DC генераторы.

Широкий спектр испытаний на электромагнитное излучение и невосприимчивость (включая кондуктивные, излучаемые, ESD, всплески, прерывания, гармоники и мерцание ) можно выполнить с помощью набора для испытаний на ЭМС, который размещается в специально изготовленных корпусах с электромагнитным экраном. Экранирование Также можно оценить эффективность листовых материалов в постоянном и низкочастотном магнитных полях.

Низкие уровни внешнего магнитного поля достигаются с помощью 5-слойного Mumetal корпус. Для калибровки новых магнитных датчиков можно использовать различные системы катушек и высокочувствительные датчики поля.

Акустический шум, исходящий от таких устройств, как трансформаторы, двигатели и исполнительные механизмы, можно измерить в полубезэховый акустическая камера используя откалиброванный микрофоны.

Слева направо: д-р Дэвид Грант (проректор Кардиффского университета), проф. Джек Э. Томпсон (первый директор WCM с 1969 по 1990 г.), проф. Дэвид Джайлс (директор WCM с 2005 г. по настоящее время) и проф. Энтони Дж. Мозес (директор WCM с 1990 по 2005 год)

История

В 1969 г. грант Фонда Вольфсона в размере 132 000 фунтов стерлингов был присужден Институт науки и технологий Уэльского университета (UWIST) создать исследовательский центр для проведения фундаментальных и прикладных исследований магнитных материалов и их промышленного применения. Профессор Джек Э. Томпсон был назначен директором Центр технологии мягких магнитных материалов Вольфсона. Первоначальной целью было создание уникального британского центра, способного конкурировать на международном уровне. Эта цель остается в целом такой же и сегодня. Приобретен объект недвижимости на улице Парад, 30 рядом со зданиями университета.

В 1970-х годах WCM был удостоен междисциплинарной Центр передового опыта признание Научно-исследовательский совет, предшественник сегодняшнего EPSRC. Профессор Томпсон был назначен заведующим кафедрой электротехники и электронной техники в Университетский колледж Кардиффа (UCC) и по взаимной договоренности WCM был передан UCC.

WCM провел вторую Конференция по мягким магнитным материалам (SMM2) в 1975 году, и название центра было изменено на Wolfson Center for Magnetics Technology, что отражает более широкий спектр его знаний и деятельности. Центр Вольфсона принимал SMM5 в 1985 году, и исследования, проводимые в Центре, приобрели коммерческий характер с созданием одной из первых дочерних компаний Университета. MR Sensors Ltd., для производства тонкая пленка датчики в Кардиффе.

Когда в 1988 году UWIST и UCC объединились, Wolfson Center стал частью Школы электротехники, электроники и системотехники, которая позже стала Кардиффская инженерная школа. Позже Центр переехал на свое нынешнее место в специально построенных лабораториях в Королевских зданиях на Ньюпорт-роуд, что было частью реконструкции инженерных и научных зданий Кардиффского университета стоимостью 30 миллионов фунтов стерлингов.

Профессор Томпсон вышел на пенсию в 1990 году и Профессор Моисей стал новым директором. В 1994 году WCM был назначен Центр Экспертизы посредством Валлийское агентство развития. В Wolfson Center прошла еще одна крупная международная конференция, Международный симпозиум по нелинейному электромагнетизму (ISEM) в 1995 году.

В 1999 году основное государственное финансирование в размере 1,3 миллиона фунтов стерлингов в рамках Совместный инфраструктурный фонд (JIF) был присужден Центру Вольфсона для расширения и улучшения оборудования и предоставления исследовательскому персоналу Центра Вольфсона возможности проводить передовые исследования в области магнетизма в следующем десятилетии.

Проф. А.Дж. Моисей (первый слева) и королева Елизавета II (вторая справа)

В 2000 г. Королева Елизавета II посетил Кардиффский университет, а также увидел некоторую деятельность WCM.

В 2001 г. в Центре Вольфсона состоялась первая в Великобритании Совместный семинар по магнетизму (JMW) нового тысячелетия и был утвержден как один из 20 Центры передового опыта в области технологий и промышленного сотрудничества (CETIC) в пределах Уэльс. Официальное открытие новых помещений Wolfson Center, созданных в результате инвестиций в размере 1,3 миллиона фунтов стерлингов в рамках Совместного фонда инфраструктуры, состоялось в январе 2003 года.

В 1995 году WCM провел ISEM Конференция во время своего первого визита в Европу.

14 мая 2003 г. проф. А.Дж. Моисей был награжден почетная степень - Почетный доктор посредством Люблин Технологический университет (LUT), Польша. Частично это было частью признания тесного сотрудничества между LUT, другими польскими институтами и WCM, которое началось в 1985 году.

В июне 2004 г. в Центре Вольфсона состоялся Пятый Европейская конференция по магнитным датчикам и приводам (EMSA).

В августе 2005 г. Дэвид Джайлс был назначен новым директором, и название Центра было изменено на его нынешнюю форму Wolfson Centre for Magnetics, чтобы лучше отразить диапазон деятельности, осуществляемой в рамках Центра, который включает не только технологию магнетизма, но и основные научные аспекты магнетизма.

В 2005-2006 годах WCM был награжден Инвестиционный фонд стратегических исследований (SRIF) (1,5 миллиона фунтов стерлингов).

Настоящее и будущее

WCM - многонациональный центр, члены которого приезжают из разных стран мира: Бангладеш, Бразилия, Бирма, Китай, Франция, Германия, Гана, Греция, Индия, Ирак, Япония, Ливан, Польша, Румыния, Южная Африка, Испания, индюк, Великобритания, Украина, Таиланд и Соединенные Штаты.

Кардиффский университет планирует дальнейшее значительное расширение WCM для увеличения числа преподавателей, работающих в области магнетизма, и для продолжения улучшения существующих исследовательских центров. Расширение будет сосредоточено на аспектах магнетизма, связанных с энергией, здравоохранением, нанометровыми магнитами, датчиками. К ним относятся: объемные твердые магнитные материалы, высокочастотные материалы, низкоразмерные материалы (микро и нано), наноразмерные магнитные структуры, методы магнитной неразрушающей оценки и биомедицинские применения магнетизма.

После завершения Центр магнетизма Вольфсона станет одним из крупнейших и наиболее оснащенных исследовательских центров в области магнетизма в Европе.

В 2007 году WCM принимал Конференция по мягким магнитным материалам (SMM18) и в 2008 г. будет для Мастерская 1 и 2DM.

Люди

За время существования более 150 высшие степени были награждены на основе исследований, проведенных в WCM. На протяжении многих лет в WCM работали и работают многие всемирно известные ученые:

внешняя ссылка