Image d'un aimant permanent NdFeB (démagnétisé) ; image Kerr d'un échantillon de Nd2Fe14B
Matériaux énergétiques

Imagerie des microstructures, des défauts et des domaines magnétiques

Dans les aimants permanents

L'orientation mondiale en faveur des véhicules électriques continue de croître. D'ici 2030, leur nombre sur les routes devrait atteindre 250 millions d'unités dans le monde. Cette tendance est due à la demande des consommateurs en réaction notamment à la hausse des prix des carburants et à la volonté des gouvernements d'atteindre des émissions de carbone nulles d'ici 2050.

La technologie des véhicules électriques dépend de la disponibilité de puissants aimants permanents à utiliser dans les capteurs et les moteurs. Une forte demande en matières premières pousse à intensifier les recherches en nouvelles alternatives magnétiques. Le développement de nouveaux aimants plus puissants ou moins chers peut accélérer l'adoption et le déploiement des véhicules électriques.  

Le défi de l'analyse des matériaux magnétiques

Comme tous les matériaux, les propriétés et le comportement des aimants sont déterminés par leur microstructure. Les performances d'un matériau magnétique particulier dans les moteurs ou capteurs de véhicules électriques dépendront de l'environnement chimique et structurel, ainsi que du type et de la présence de défauts.

En tant que scientifique, votre objectif est de comprendre le lien entre les performances d'un aimant et sa structure afin de pouvoir améliorer les matériaux magnétiques pour répondre à la demande croissante. Le problème est que la fabrication de ces environnements, ainsi que leur contrôle, est incroyablement complexe. Il est également difficile de capturer des matériaux magnétiques au microscope électronique, le champ magnétique influençant directement le faisceau d'électrons et provoquant une distorsion de l'image.

Microscopes optiques et électroniques puissants pour l'analyse des aimants

Les microscopes optiques et électroniques ZEISS permettent de capturer des microstructures, des défauts et des structures de domaines magnétiques dans des aimants permanents. L'imagerie sans champ fournie par l'optique Gemini permet de capturer des matériaux magnétiques en vrac (démagnétisés) à l'aide de la microscopie électronique, révélant des détails microstructuraux critiques. La microscopie Kerr permet aux solutions de microscopie optique de capturer les répartitions de domaines magnétiques et donc de fournir un aperçu des structures générant les champs magnétiques. 

Votre prochaine étape

ZEISS propose une gamme complète de microscopes optiques et électroniques pour l'analyse des matériaux magnétiques. Découvrez comment faire avancer votre recherche et développer la technologie magnétique de demain.

Images de l'application

  • Surface fracturée d'un aimant permanent NdFeB (démagnétisé), comme ceux utilisés dans les moteurs de NEV

    Surface fracturée d'un aimant permanent NdFeB (démagnétisé), comme ceux utilisés dans les moteurs de NEV. L'échantillon est capturé à 3 kV et 7 mm de distance de travail, GeminiSEM Les trois contrastes différents sont obtenus par l'anneau extérieur, moyen et intérieur du détecteur aBSD (de gauche à droite).

  • Processus ZEISS ZEN Connect illustré pour un échantillon de matériau d'aimant permanent.

    Processus ZEISS ZEN Connect illustré pour un échantillon de matériau d'aimant permanent. La microscopie optique de plusieurs instruments et les images de microscopie électronique sont co-enregistrées pour l'affichage et l'inspection sur une plage de résolutions et d'échelles de longueur.

  • Image Kerr d'un échantillon en fusion Nd2Fe14B à un grossissement de 200× dans Axio Imager.Z2m

    Image Kerr d'un échantillon en fusion Nd2Fe14B à un grossissement de 200× dans Axio Imager.Z2m avec une lumière polarisée linéairement incluant des motifs de domaine typiques et, dans certains cas, complexes (domaines de fermeture : turquoise ; domaines de bande : bleu foncé).

  • Image Kerr d'un domaine de fermeture Nd2Fe14B à un grossissement de 1000× dans Axio Imager.Z2m

    Image Kerr d'un domaine de fermeture Nd2Fe14B à un grossissement de 1000× dans Axio Imager.Z2m avec lumière polarisée linéairement. Le motif de domaine au centre de l'image est typique d'une épaisseur de grain inférieure (comme avec un pore directement sous la surface de l'échantillon).


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Téléchargements

  • Light Microscopic Analysis of the Intrinsic Properties of Magnetically Hard Phases from the Domain Structure

    2 MB
  • ZEISS FE-SEMs

    How the Imaging of Magnetic Samples Benefit from Gemini Optics

    2 MB