Configuração otimizada e protocolo para a imagem latente magnética domínio em Situ histerese medicão

O objetivo geral deste experimento é demonstrar um novo sistema de imagem de domínio magnético dinâmico com medições de BH in situ e como usá-lo para vincular o movimento da parede do domínio magnético com as curvas de BH. Este método pode ajudar a responder a questões-chave na relação entre microestrutura e propriedades magnéticas em materiais paramagnéticos, como aços ferríticos. A principal vantagem dessa técnica é que ela permite medições inter QBH sem interromper a imagem de domínio dinâmico.

A primeira tarefa é preparar o equipamento usado para a geração de imagens. Este é um exemplo de um equipamento que está pronto para uso em um experimento. As amostras metalográficas são visíveis nesta vista lateral.

Também são visíveis as bobinas de excitação. Mais detalhes podem ser vistos neste esquema. A amostra consiste em duas partes, A e B. A Parte A é parcialmente envolta em uma superfície polida para imagens de domínio.

A parte B é enrolada por uma bobina de captação. O equipamento consiste em três partes. A placa frontal contém a parte A.O suporte de amostra contém a parte B.A placa traseira contém um sensor hall próximo à bobina de coleta.

Aqui estão os elementos desmontados do equipamento antes que as amostras estejam no lugar. Para um experimento, comece preparando as amostras. Usine as duas peças em forma de U, A e B do aço de interesse.

Observe que os dois são ligeiramente diferentes, com a parte A tendo chanfro em uma barra mais larga. Concentre-se na parte A e produza uma montagem transparente usando a montagem de compressão a quente. A espessura final do suporte deve ser de cinco a 10 milímetros maior que a altura da amostra.

Em seguida, trabalhe com a amostra montada em uma retificadora. Oriente a amostra para que ela fique com o lado aberto e o papel de carboneto de silício de grão 320. Prossiga com o processo de moagem.

Pare quando as pernas da amostra forem reveladas na superfície. Reoriente a amostra para moer o lado oposto com a parte plana do U.Comece a moer novamente e verifique com frequência. Pare quando a superfície retangular da amostra for revelada.

Use calibres para medir o comprimento da amostra revelada. Inicialmente, deve ter cerca de 23 milímetros, refletindo o chanfro. Continue moendo e medindo a parte revelada da amostra.

Pare assim que o comprimento for medido em 25 milímetros, o mesmo que a parte B.Polir a amostra antes de prosseguir para gravá-la. Começando com a amostra polida, use um cotonete embebido em dois por cento de nital e condicione por um a cinco segundos até que a superfície fique fosca. Quando terminar, enxágue a amostra com água e seque-a.

Leve a amostra a um microscópio óptico para verificar se a microestrutura é claramente visível. Em seguida, polir a amostra com um agente de polimento de diamante de um micrômetro para remover a superfície gravada. Repita a sequência de gravação, inspeção e polimento de quatro a seis vezes.

Este é o resultado final após polimento da superfície em suspensão luminosa por dois minutos. Aqui estão as partes A e B depois de terem sido preparadas para o experimento. A Parte B tem uma bobina de medição de densidade de fluxo de 50 voltas em seu lado mais longo.

Com os componentes prontos, construa o equipamento de imagem de domínio. Coloque a placa frontal em uma superfície plana. Coloque a amostra montada, parte A, sobre o orifício da placa e encaixe-a dentro.

Aplique hot melt de uma pistola de cola ao redor da circunferência da amostra montada para mantê-la no lugar. Em seguida, coloque a parte A de lado para focar na parte B.Pegue o suporte de amostra e a parte B.Insira a parte B através das bobinas de excitação na parte inferior do suporte. Deve se projetar cerca de um milímetro do topo.

Agora pegue a placa traseira, que possui um sensor hall no lado voltado para a amostra. Alinhe o sensor hall com a amostra no suporte. Em seguida, aperte frouxamente as porcas para manter as duas juntas.

Recupere a placa frontal com a parte A.A placa frontal agora deve ser conectada ao resto do equipamento. Para ajudar na montagem, conecte as bobinas de excitação a uma fonte de corrente e aplique corrente. Alinhe a extremidade aberta da parte A com a extremidade aberta da parte B visualmente e com o feedback do eletroímã.

Aparafuse a placa superior ao porta-amostras e aperte as porcas inferiores para concluir a montagem. Para realizar imagens dinâmicas, prepare um microscópio com uma câmera de vídeo de alta velocidade acoplada. Volte a atenção para a preparação da amostra.

Para uso com o microscópio, fixe o equipamento de amostra em uma lâmina de vidro com massa de modelar e nivele-o. Retire uma única gota do fluido ferro com uma pipeta e aplique-a na superfície da amostra. Em seguida, pegue uma lâmina de microscópio de vidro limpa e coloque-a na amostra.

Puxe lentamente a lâmina de vidro para fora da superfície da amostra para deixar uma camada fina, uniforme e semitransparente. Coloque o equipamento de amostra na platina do microscópio. Em seguida, faça as conexões necessárias para o sistema de imagem de domínio In Situ.

Referindo-se a este esquema, os principais componentes são a câmera, um analisador BH personalizado, uma caixa de aquisição de dados e um computador. Conecte as bobinas de excitação do sensor à saída de energia do analisador BH. Conecte o sensor hall ao canal de entrada H do analisador BH e as bobinas do sensor B à entrada B.

As saídas H e B do analisador BH se conectam aos canais de entrada analógica da caixa de aquisição de dados. Conecte a entrada de sincronização e o gatilho da câmera à saída sinc e ao gatilho da caixa de aquisição de dados, respectivamente. O computador se conecta à câmera, à caixa de aquisição de dados e ao analisador BH para controle e armazenamento de dados.

No software analisador BH, defina os parâmetros de teste necessários. No software de aquisição de dados, defina os parâmetros de sincronização de dados para o experimento. Use o analisador BH para aplicar uma corrente senoidal de excitação de um hertz para medir o loop principal.

Verifique se o loop BH medido exibido é aproximadamente o esperado em termos de campo coercitivo, remanescentes, saturação e outros valores. Esta verificação pode indicar se há um problema com o acoplamento entre as partes A e B.Se o loop for o esperado, acione a câmera para gravar e monitorar o loop BH. Este é um exemplo de processos de domínio registrados usando o sistema de imagem de domínio ao longo de três ciclos de um loop BH.

Cada ciclo representa um segundo. A gravação revela a rotação do domínio e as paredes de domínio de 180 graus interagindo com os recursos de fixação da parede do domínio. A amostra é de aço de laboratório com precipitantes de sulfeto de cobre e carbono extra baixo.

Este é um loop BH medido in situ. Os números indicam o quadro da câmera de alta velocidade associado a esse ponto do ciclo. Começando com o primeiro quadro, observe as paredes de domínio de 180 graus na região rotulada A. O campo magnético aponta para a direita com uma incerteza de mais ou menos 10 graus.

Subindo a curva BH, no quadro 50 as paredes do domínio são de 90 graus. Continuando ao longo da curva, as paredes de domínio de 90 graus revertem para paredes de domínio de 180 graus entre os quadros 225 e 250. Após o procedimento, uma caracterização adicional da microestrutura pode ser realizada para vincular os movimentos da memória a características específicas da microestrutura, como os limites dos grãos dos precipitados ou a reação do domínio à orientação gráfica cristalizada dos grãos.

Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para os pesquisadores no campo de testes magnéticos não destrutivos e os materiais magnéticos exporem ligações fundamentais entre o movimento da memória, a microestrutura e as propriedades magnéticas. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como obter padrões automatizados ideais em aços estruturais por uma técnica melhor e como realizar a medição de BH in situ com imagens de domínio dinâmico.