Skip to main content

EUROPEAN CONCERTED ACTION ON GIANT MAGNETOSTRICTIVE MATERIALS AND APPLICATIONS

Article Category

Article available in the folowing languages:

Sviluppi nel campo dei materiali magnetostrittivi

La magnetostrizione è la variazione della lunghezza di un materiale ferromagnetico, dovuta all'applicazione di un campo magnetico esterno. Negli anni Sessanta, sono stati scoperti materiali con proprietà di deformazioni magnetostrittive da 100 a 10.000 volte superiori rispetto ai materiali convenzionali. Le innovative proprietà di tali leghe dei metalli delle terre rare hanno reso possibile un'ampia gamma di nuove applicazioni: attuatori per il miglioramento di pompe e valvole, film sottili per micromacchine, sensori per l'industria automobilistica e per le macchine utensili. L'attuale progetto funge da forum europeo di consulenza multidisciplinare per tutti gli ambiti relativi a questi nuovi materiali.

Tecnologie industriali

Fu James Joule, nel 1842, ad osservare per primo che, se magnetizzato, un campione di nickel cambiava lunghezza. Esposti a campi magnetici esterni, il cobalto, il ferro e le leghe di questi materiali modificano la loro lunghezza fino a 50ppm (parti per milione). Quest'effetto, denominato magnetostrizione, è stato applicato per la prima volta durante la Seconda Guerra Mondiale, quando i materiali magnetostrittivi vennero usati per localizzare l'eco nelle strumentazioni SONAR. La svolta si ebbe nel corso degli anni Sessanta, quando si scoprì che il terbio (Tb) e il disprosio (Dy), entrambi elementi delle terre rare, presentavano deformazioni di ben quattro ordini di magnitudo superiori rispetto a quelle riscontrate nelle normali leghe a base di nickel. Di conseguenza, si osservò che anche le leghe basate su questi elementi mostravano elevate proprietà megnetostrittive, ma questa volta a temperature ambiente e a valori inferiori del campo magnetico applicato esternamente. Da allora, le intense ricerche sulle proprietà dei materiali e sui meccanismi di crescita dei cristalli hanno condotto alla creazione di una varietà di materiali adatta a diverse applicazioni. Nell'ambito dell'attuale progetto finanziato dall'UE, sono stati rafforzati e intensificati la cooperazione e lo scambio di informazioni fra gli istituti di ricerca e le industrie europee che si avvalgono di questa tecnologia di materiali. Il progetto ECAMMA (European Concerted Action on giant Magnetorestictive Materials and applications) rappresenta un forum europeo di esperti nel campo della magnetostrizione, dai materiali alle possibili applicazioni. Nell'ambito del progetto sono stati preparati e caratterizzati campioni di film sottili magnetostrittivi e multistrato, raccogliendone le proprietà in una banca dati. Inoltre, è stato possibile realizzare nuovi materiali magnetostrittivi, le cui proprietà sono state misurate e raffrontate tra loro e con materiali piezoelettrici. I partecipanti al progetto hanno studiato strumenti software per la simulazione di materiali e applicazioni, dimostrando che gli attuatori magnetostrittivi sono estremamente adatti per le rilevazione dei danni e il controllo delle vibrazioni. Le industrie aerospaziale, automobilistica e cartaria non sono che alcuni fra i possibili fruitori del servizio di consulenza fornito dagli esperti del progetto ECAMMA, riguardo all'adeguatezza dei materiali magnetostrittivi per potenziali applicazioni. È possibile ottenere sostegno per le attività di ricerca e sviluppo anche presso il sito ECAMMA, all'indirizzo: http://www.syn-com.com.

Scopri altri articoli nello stesso settore di applicazione