Polariserade neutroner för att undersöka magnetiska material

IMAT (Imaging and Materials Science & Engineering) är ett neutronavbildnings- och diffraktionsinstrument för materialvetenskap och teknik, beläget vid ISIS Neutron and Muon Source i Oxfordshire, Storbritannien.

För första gången har polariserade neutroner använts vid IMAT för att studera 3D-printade magneter. Detta tack vare ett samarbete mellan ISIS, Uppsala universitet, Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), Institut Laue-Langevin (ILL) och European Spallation Source (ESS).

De magneter som idag används inuti många "gröna" teknologier (som t.ex. elfordon och vindkraftverk), är tillverkade av sällsynta jordartsmetaller som neodym och dysprosium som är dyra och ger upphov till mycket avfall och gruvproblem.

Professor Martin Sahlberg från Uppsala universitet tittar på hur additiv tillverkning kan användas för att tillverka magneter som är gjorda av andra material som är billigare och har lägre miljöpåverkan. För att designa magneterna på ett sätt som gör dem användbara för olika applikationer är det viktigt att förstå hur 3D-utskriftsprocessen påverkar den inre strukturen och de magnetiska egenskaperna.

Med hjälp av kristallografi är det möjligt att undersöka orienteringen av kristallerna, men ytterligare studier behövs för att titta på det resulterande magnetiska arrangemanget. Polariserade neutroner kan användas för att studera magnetfält men har aldrig använts på IMAT-strållinjen vid ISIS tidigare.

Med hjälp av kunskap från de andra europeiska anläggningarna, och neutronteamet vid ISIS, har den här tekniken använts för första gången för att avbilda magnetfält runt kända magnetiska prover, samt även några nya magneter producerade av Martin Sahlberg.

Arbetet gjordes tillsammans med Dr. Nikolay Kardjilov från Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), Ugwumsinachi Oji från Institut Laue-Langevin (ILL) och Dr. Robin Woracek och Dr. Alexander Backs från European Spallation Source (ESS).

Kontakt: Martin Sahlberg