Microstructure evolution in polycrystals driven by magnetic fields
- The functional properties of sintered magnets depend critically on their microstructure. Investigating the microstructure evolution during sintering or heat treatment helps us to improve the magnetic performance. However, solving the coupling between the structural and magnetic degrees of freedom on the micrometer scale is not possible with most of the current simulation packages. Therefore, we implemented the equations needed to treat both degrees of freedom in the framework of the multi-phase field model. We verified our implementation using a magnetic vortex example. Then we applied our model to the field-assisted grain growth in Sm\(_2\)Co\(17\) polycrystal films to investigate the impact of the magnetic energy on grain growth and magnetic performance. Our model provides a solution for the microstructure evolution in ferromagnetic polycrystals.
- Die funktionellen Eigenschaften von gesinterten Magneten hängen stark von ihrer Mikrostruktur ab. Die Untersuchung der Mikrostrukturentwicklung während des Sinterns oder der Wärmebehandlung hilft bei der Verbesserung der magnetischen Performance. Die Behandlung der Kopplung zwischen den strukturellen und magnetischen Freiheitsgraden auf der Mikrometerskala ist jedoch mit den meisten aktuellen Simulationspaketen nicht möglich. Daher haben wir die Gleichungen, die zur Behandlung beider Freiheitsgrade erforderlich sind, im Rahmen der Multi-phase Field implementiert. Wir verifizieren unsere Implementierung anhand des Beispiels eines magnetischen Wirbelkerns. Dann wenden wir unser Modell auf das feldunterstützte Kornwachstum in Sm\(_2\)Co\(17\)-Polykristallfilmen an, um die Auswirkungen der magnetischen Energie auf das Kornwachstum und die magnetische Performance zu untersuchen. Unser Model erlaubt es die Zeitentwicklung der Mikrostruktur in ferromagnetischen Polykristallen zu simulieren.
Author: | Liu HuoGND |
---|---|
URN: | urn:nbn:de:hbz:294-105428 |
DOI: | https://doi.org/10.13154/294-10542 |
Subtitle (English): | a multi-phase field study |
Referee: | Ingo SteinbachORCiDGND, Anna GrünebohmORCiDGND |
Document Type: | Doctoral Thesis |
Language: | English |
Date of Publication (online): | 2023/12/14 |
Date of first Publication: | 2023/12/14 |
Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau |
Date of final exam: | 2023/11/14 |
Creating Corporation: | Fakultät für Maschinenbau |
GND-Keyword: | Magnetfeld; Kornwachstum; Sintern; Freiheitsgrad; Polykristall |
Dewey Decimal Classification: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau |
faculties: | Fakultät für Maschinenbau |
Licence (German): | Keine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht |