St. Pölten, FH-Stg. Industrial Simulation, Master Thesis, 2012

In vielen Bereichen der grünen Technologie sind starke Permanentmagnete ein wichtiger Grundbestandteil, um die Effizienz zu erhöhen. Das höchste Energieprodukt weisen heute Seltenerdmagnete, wie NdFeB-Magnete, auf. Durch die Verwendung von Lanthanoide wie Neodym oder Dysprosium kann ein deutlich höherer magnetischer Fluss erzielt werden. Da jedoch diese Ressourcen nur begrenzt verfügbar sind, wird versucht diese zu ersetzen und die Zusammensetzung zu optimieren. Dies erfordert jedoch ein tieferes Verständnis der Vorgänge im Magneten und daher auch eine Charakterisierung der bereits entwickelten Magnete. Für diese Aufgabe hat sich die mikromagnetische Simulation als schnelle und akkurate Methode bewiesen. Die vorliegende Arbeit hat den Fokus auf die Generierung eines neuen geometrischen Modells mit quaderförmigen Körnern für solche Simulationen. Es werden moderne Herstellungsverfahren und die Modellierung der daraus resultierenden Magnete vorgestellt. Danach werden die Schritte angeführt, die zur Verwendung der Modelle in einer Simulation notwendig sind. Um die Eigenschaften der Magnete darzustellen, werden First-order reversal curve Diagramme berechnet. Zusätzlich werden die Strukturparameter, Entmagnetisierungsfaktor und der Kronmüller-α-faktor, der Modelle in einem Neff-α-Diagramm verglichen. Schließlich werden neue Ansätze aufgezeigt um die Struktur des entwickelten Quader-Modells zu verbessern.

In many fields of green technology, strong permanent magnets are crucial components to gain higher efficiency. Today rare earth element magnets, like NdFeB magnets, are those with the highest energy product. They draw their strong magnetic flux from contained lanthanides like Neodymium or Dysprosium. Due to the limited availability of these resources, replacements and optimizations are in demand. This requires a deeper understanding of the processes within those magnets and hence a characterisation of currently developed magnets. Micromagnetic simulations have been proven to provide fast and accurate results for this task. This thesis is focused on generating a new geometric model with cuboid-shaped grains, to be used in these simulations. Current production processes and the modelling of their outcomes are discussed. The steps to use the models in simulations are explained. First-order reversal curve diagrams are computed to show the behaviour of the magnets. In addition the structural parameters, demagnetisation factor and Kronmueller-α factor, of the models are compared in a Neff-α-plot. Finally new approaches are introduced to show ways to improve the current structure of the cuboid-shaped grain model.