Dispositivo de recocido de materiales magnéticos amorfos con pulsos de corriente eléctrica.

1. Dispositivo de recocido de materiales magnéticos amorfos (9) con pulsos de corriente eléctrica en medio controlado, caracterizado porque comprende:

- Un soporte

(1) realizado con material aislante térmico y eléctrico, formado por: una parte fija (3) con forma de T con tres brazos perpendiculares -dos colocados sobre cada uno de los extremos del lado menor de la T y otro en la mitad del lado mayor- en la que se sitúan dos clemas, una (8) en la base del brazo perpendicular al lado mayor de la T y otra (10), en el extremo de la cara superior de lado mayor de la T; una parte móvil (5) con forma cúbica, que posee un peso (7) en una de sus caras interiores y una clema (8) en su base; y un pasador (6) de forma cilíndrica que permite la unión de ambas partes (3) (5) así como la rotación de la parte móvil respecto a la parte fija.

- Una cubeta refrigerante (2), realizada con material aislante térmico y eléctrico, a la que va unida por la cara exterior de uno de sus lados una pieza de fijación (12) en forma de U.

2. Dispositivo según reivindicación 1 caracterizado porque en uno de los extremos de las clemas (8) situadas en la parte inferior del soporte se fija el material amorfo (9) y en el otro extremo, unos cables (11) que a su vez se conectan a la clema (10) ubicada en la parte superior del soporte para su conexión a la corriente eléctrica.

3. Dispositivo según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque el soporte y la cubeta se unen mediante el atornillado del soporte a la pieza de fijación (12).

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201531084.

Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: GARCIA GARCIA, ALFONSO, MORON FERNANDEZ, CARLOS, GIL LÓPEZ,Tomás, VERDÚ VÁZQUEZ,María Amparo.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Muestreo; Preparación de muestras para la investigación... > G01N1/28 (Preparación de muestras para el análisis (montaje de muestras sobre las placas del microscopio G02B 21/34; medios de soporte para los objetos o para los materiales a examinar en un microscopio electrónico H01J 37/20))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales mediante... > G01N27/72 (investigando variables magnéticas)
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Dispositivo de recocido de materiales magnéticos amorfos con pulsos de corriente eléctrica.
Dispositivo de recocido de materiales magnéticos amorfos con pulsos de corriente eléctrica.

Fragmento de la descripción:

DISPOSITIVO DE RECOCIDO DE MATERIALES MAGNÉTICOS AMORFOS

CON PULSOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA

Objeto de la invención

La presente invención consiste en un dispositivo para el recocido mediante pulsos de corriente eléctrica de materiales magnéticos amorfos recubiertos con materiales disipativos no conductores de la corriente eléctrica, tales como aceite de silicona. El sector de aplicación de este invento es el de tecnología de materiales y sistemas de seguridad. 10

Antecedentes de la invención Desde la aparición en 1960 del primer material amorfo metálico, el estudio y desarrollo de dichos materiales ha supuesto un campo de gran interés debido a que presentan notables propiedades, entre las que destacan las propiedades magnéticas que son las que más 15 interesan desde el punto de vista de sus aplicaciones tecnológicas.

Una de las características fundamentales de los materiales amorfos es su carácter de materiales blandos. La gran cantidad de composiciones existentes y la posibilidad de variar sus propiedades mediante diversos tratamientos hacen posible diseñar el material más 20 adecuado para una determinada aplicación. A partir de recocidos de muestras amorías ferromagnéticas pueden variarse localmente sus propiedades y conseguir el tipo de material más adecuado para su utilización en el campo de los sensores y de las etiquetas magnéticas.

Algunas de las etiquetas magnéticas existentes en el mercado pueden ser desactivadas (al sacar un producto de la tienda) o activada (al devolver un libro a la biblioteca) . Estas clases de etiquetas están compuestas por una base hecha de material magnético blando, con diversas piezas de material magnético duro colocadas sobre ella. Así, el campo de dispersión del material magnético duro inhibe la imanación de la parte blanda, de forma que 30 si se desimana el material duro, la etiqueta queda activada. Este método implica el uso de dos materiales diferentes y necesita un proceso de fabricación caro y complicado. Estos inconvenientes se podrían solventar si fuera posible obtener materiales que presentaran alternativamente zonas blandas y duras. Esto se puede conseguir mediante la aplicación del recocido con pulsos de corriente para cristalizar localmente materiales amorfos. Además de la ventaja expuesta al usar un solo material, la velocidad de fabricación puede ser lo suficientemente grande como para que se pueda usar en procesos industriales.

Existen varios inventos relacionados con los métodos de producción de etiquetas magnéticas. En la patente BR0315582A ("Tratamiento térmico de componentes à base de ferro") se presenta un sistema para el tratamiento térmico de materiales cuya base principal es el hierro, basado en un horno convencional inmerso en un sistema con bajo contenido en oxígeno, para evitar el problema de la oxidación del material que tiene lugar durante los 10 recocidos convencionales. Nuestro dispositivo no necesita del sistema de atmósfera controlada ni el sistema de recocido convencional, lo cual lo hace más sencillo, económico y rápido.

En la patente ES2149907T3 ("Marcador magnetomecánico con el elemento amorfo recocido 15 en presencia de un campo magnético transversal y procedimiento para su fabricación") se calienta un material amorfo en un horno convencional, lo que conlleva los mismos inconvenientes que la anterior y además utiliza un marcador adicional dispuesto todo en una caja para obtener etiquetas magnéticas. Nuestro dispositivo no necesita de un marcador adicional ni una caja para la etiqueta magnética, por lo que es más pequeño y versátil 20

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La patente AR241804A1 "Método para el recocido continuo de tiras de acero" describe un método para el recocido continuo de tiras de acero, que comprende calentar y enfriar la tira de acero varias veces, usando las tiras de acero alternativamente como cátodo y ánodo en un baño electrolítico desoxidante. Nuestro sistema no necesita utilizar el método 25 desoxidante.

Una forma de evitar la oxidación durante la fabricación de las etiquetas consiste en utilizar cortos tiempos de recocido. Así, en la patente US2014/0158674 A1 ("Pulse train annealing method and apparatus") se describe un aparato y un método usado para el proceso de 30 recocido local del material mediante pulsos de milisegundos con un láser. Este método utiliza un láser en lugar de corriente eléctrica como nuestro dispositivo.

En la patente ES2099012 "Etiquetas magnéticas activables y/o personalizadas y técnica de recocidos locales para su obtención" se presenta un sistema de recocido local con pulsos de 5 corriente eléctrica para la obtención de etiquetas magnéticas activables y/o personalizadas, pero a diferencia de nuestro dispositivo, calientan localmente con un dispositivo en forma de anillo que hace de medio conductor de la corriente junto con una punta metálica. Este sistema es claramente distinto al nuestro.

En consecuencia, no existe en la actualidad ningún invento que cumpla las condiciones del presente.

Descripción de la invención

Los trabajos existentes sobre el recocido de materiales amorfos con corriente afirman que el 15 tratamiento es homogéneo, y por tanto que el recocido es totalmente uniforme. Sin embargo, si se realiza el estudio de los ciclos de histéresis durante el tratamiento se observa, que el campo coercitivo apenas varía mientras toda la muestra permanece en estado amorfo, y que aparece un doble ciclo cuando la muestra empieza a cristalizarse. Por tanto, se puede asegurar que el recocido no es homogéneo, ya que han aparecido ciclos de histéresis 20 dobles en los que las partes ancha y estrecha se corresponden con la cantidad de material que permanece en estado cristalizado y amorfo respectivamente.

Una vez comprobado esto se procedió a recubrir las muestras con distintos materiales disipativos de manera que, al disipar más calor las superficies, se calentase más el centro, 25 pudiéndose llegar a cristalizar éste. La sustancia propuesta como material disipativo es el aceite de silicona.

El problema a la hora de realizar el tratamiento es que al hacer pasar la corriente por las muestras, al calentarse, éstas se dilatan y pandean, llegándose a romper la mayoría de ellas en el subsiguiente enfriamiento.

El dispositivo objeto de la invención evita precisamente la alteración de la muestra durante 5 todo el proceso. Su forma geométrica permite fijar, mediante dos clemas, los extremos de la muestra a un soporte. Ambas clemas permiten el paso de la corriente eléctrica a través de la muestra. La ventaja de este dispositivo es que la muestra se mantiene tirante durante todo el proceso gracias a la existencia de un contrapeso. Con ello, se evita el pandeo del material tanto durante el calentamiento del mismo en el proceso de dilatación como durante el de 10 relajación.

Para reducir la dilatación de la muestra, ésta debe estar recubierta con material disipativo sin que éste pueda alterarla. La geometría del soporte facilita la inmersión de la muestra en una cubeta rellena con aceite de silicona o similar. Para evitar que la muestra pueda tocar 15 las paredes de la cubeta y se altere, el soporte de sujeción va fijado a la cubeta de forma que la muestra permanece rodeada de material disipativo por ambas caras durante todo el proceso. De esta forma, se garantiza la disipación local del material magnético amorfo, pudiéndose así conseguir distintas etiquetas magnéticas.

El material para la construcción del dispositivo no debe ser magnético ni conductor de la electricidad. Por esta razón, se propone realizar el mismo con metacrilato, PVC, u otro material que cumpla esta características.

Al tratarse de un dispositivo que no necesita del sistema de atmósfera controlada ni...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de recocido de materiales magnéticos amorfos (9) con pulsos de corriente eléctrica en medio controlado, caracterizado porque comprende:

- Un soporte (1) realizado con material aislante térmico y eléctrico, formado por: una parte fija (3) con forma de T con tres brazos perpendiculares -dos colocados sobre cada uno de los extremos del lado menor de la T y otro en la mitad del lado mayor- en la que se sitúan dos clemas, una (8) en la base del brazo perpendicular al lado mayor de la T y otra (10), en el extremo de la cara superior de lado mayor de la T; una parte móvil (5) con forma cúbica, que posee un peso (7) en una de sus caras interiores y una clema (8) en su base; y un pasador (6) de forma cilíndrica que permite la unión de ambas partes (3) (5) así como la rotación de la parte móvil respecto a la parte fija.

- Una cubeta refrigerante (2), realizada con material aislante térmico y eléctrico, a la que va unida por la cara exterior de uno de sus lados una pieza de fijación (12) en forma de U.

2. Dispositivo según reivindicación 1 caracterizado porque en uno de los extremos de las clemas (8) situadas en la parte inferior del soporte se fija el material amorfo (9) y en el otro extremo, unos cables (11) que a su vez se conectan a la clema (10) ubicada en la parte superior del soporte para su conexión a la corriente eléctrica.

3. Dispositivo según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque el soporte y la cubeta se unen mediante el atornillado del soporte a la pieza de fijación (12).