Die wissenschaftliche Gruppe des Labors „Advanced Energy Efficient Materials“ NUST „MISiS“ unter der Leitung von Professor Akihisa Inoue (Hirsch-Index = 113) bestimmte den Bereich amorpher Legierungen zur Herstellung innovativer Transformatorkerne. Bei Verwendung einer solchen Legierung können Energieverluste um den Faktor drei reduziert werden. Durch die Verwendung eines 1000-kVA-Transformators mit einem neuen Kern werden mehr als 16.000 kWh Strom pro Jahr eingespart.
Im Labor „Advanced Energy Efficient Materials“Ein Schlüsselelement eines herkömmlichen Transformators - ein Gerät zur Spannungsumwandlung - ein Stahlkern (Magnetkern). Hier geht bei der Umwandlung Strom durch Erwärmung verloren. Ursachen für Verluste bei der Bildung von Foucault-Wirbelströmen und das Phänomen der magnetischen Hysterese. Ein Teil der Energie geht verloren, der Wirkungsgrad des Gerätes wird reduziert.
Eine innovative amorphe Legierung, die vom wissenschaftlichen Team des Labors „Advanced Energy Efficient Materials“ NITU „MISiS“ entwickelt wurde - Metallglas ohne Kristallgitter. Aufgrund der amorphen Struktur weist dieses Material im Vergleich zu herkömmlichem Elektrostahl günstigere magnetische Eigenschaften auf. Dementsprechend verringert die Verwendung dieses Materials die Energieverluste.
„Die einzigartigen Eigenschaften der neuen Legierung werden durch eine verbesserte Zusammensetzung und die Verwendung einer Methode erreicht, die als Schmelzspinnen (Gießen auf einer rotierenden Kupferscheibe) bezeichnet wird. Die Herstellung eines Transformators mit einem Kern aus einer neuen Legierung erfordert einen Technologiewandel und ist um etwa 30% teurer als der herkömmliche. Eine Verringerung der Verluste ermöglicht es jedoch, die erhöhten finanziellen Kosten für 3-5 Jahre Nutzung des Transformators zu decken. Wenn Sie die Transformatoren in ganz Moskau durch neue ersetzen, können Sie nach vorläufigen Schätzungen mehr als 1 Milliarde Rubel pro Jahr einsparen “, sagte das Laborpersonal.
Mitarbeiter des Labors „Advanced Energy Efficient Materials“Metallgläser oder amorphe Metalle sind Metalllegierungen in glasartigem Zustand, die sich bilden, wenn die Metallschmelze schnell abgekühlt wird. Aufgrund der homogenen amorphen Struktur werden im Vergleich zu herkömmlichen Materialeigenschaften deutlich höhere Materialeigenschaften erzielt. Die spezielle Struktur von Metallglas bietet eine hohe elastische Verformung, Festigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit, die die Eigenschaften kristalliner Legierungen ähnlicher Zusammensetzung deutlich übertreffen.
Neben der beschriebenen Anwendung sind Metallgläser vielversprechende Materialien zur Herstellung hochwertiger Präzisionsmechanismen, Teile von Mikromotoren, Manometern, chirurgischen Instrumenten, Sportgeräten, Gehäusen für die Elektronik- und Uhrenindustrie.
Das Advanced Energy Efficient Materials Laboratory unter der Leitung des weltweit führenden Experten auf diesem Gebiet, Professor Akihisa Inoue von der Josai University of Japan, wurde 2015 am NUST MISiS gegründet. Das Forschungsteam des Labors hat bereits 10 wissenschaftliche Artikel in hoch bewerteten Fachzeitschriften veröffentlicht, die im Web Of Science enthalten sind und reichte auch 3 Patentanmeldungen ein. “
Laborleiter, Professor Akihisa Inoue.