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Jornada científica
IMDEA Nanociencia
20 de junio 2016
INSTITUTO DE MAGNETISMO APLICADO – UCM
• Objetivo 4: Desarrollo de I...
Material micro-compuesto sin tierras raras IMA +
IMDEA
Muestra
Hc
(kA/m)
Ms (kA/m) Mr (kA/m)
(BH)max
(kJ/m3)
SrFe12O19 360...
SrFe12O19 Plaquetas Hexagonales 0.2-2 µm
FERRITA - DURO
Material A
L= 51 nm
L= 18 nm
L= 5.5 nm
L= 1.3 nm
L= 1.2 nm
2
1

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
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

=
k
A
L
Longitudes de correlación de canje
FeSiBCuNb
Granos bcc-Fe(20 at % Si)
5-20 nm
Amorfo
Tratamiento térmico 530oC, 1 h
Técnica de enfriamiento ulrarrápido
L= 35 nm
D = 5-20 nm
L= 35 nm
Fe80Si20
K1=8 kJ/m3
A= 10-11J/m
L= 35 nm
D= 20 nm1/ KAL =
D < L
L
FeSiBCuNb
FeZrB
L
D=10 nmAsumiendo una fracción de granos, x, con los ejes
fáciles distribuidos al azar
3
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
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D
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31
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Aleado (High Energy Ball Milling, UCM)
Cryomilled
Pre-tratada :550ºC1h(N2)
Dry & surfactant assisted milling : 10min-12h
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Fe_12hHEBM
Fe_4hHEBM+Oleic Ac.
FeAn_6hHEBM
FeAn_5hCryo
Fe_10hCryo
Reduce Particle Size
Fe-rich RibbonDMax=118µm DMin=1µm D...
-20000 0 20000
-200
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100
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Magnetization(emu/g)
Applied Field (Oe)
FeCo-Ribbon-An 5hCryo
Hc=87 Oe
-20000 -10000 0 ...
Muestra Hc (kA/m)
Ms
(kA/m)
Mr
(kA/m)
D (µµµµm)
Cinta Fe-550-5h 1,5 958 7,3 1
Cinta FeCo-550-5h 5,9 1451 41,1 0,7
Muestra ...
SFO
D=0.19-2 µµµµm
D(median)=0,6 µµµµm
-60000 -40000 -20000 0 20000 40000 60000
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NANOCOMP.: SFO+5% Fe-rich Ribbon
NANOCOMP.: SFO+5% FeCo-rich Ribbon
-400 -300 -200 -100 0
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M(kA/m)
Heff (kA/m)
1
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Muestra
Hc
(kA/m)
Ms
(kA/m)
Mr
(kA/m)
(BH)max
(...
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
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χirrev
H/Hr
1
Desacoplo entre la fase ...
• Objetivo 5: Redes ordenadas de microhilos magnéticos
Interacción de microhilos magnéticos con ondas electromagnéticas
g
Magnetic microwireE = Einc +Esca.
g
Magnetic microwireE = Einc +Esca.
10 Hz
1.29~ GHz
microwire
80 Hz
Emision Antenna Reception AntennaBias Field
The microwire ferromagnetic resonance frequenc...
0,6 0,8 1,0
-41,22
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"dB"
"Time (sec)"
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Según la teoría de antenas la corriente inducida en el hilo puede calcularse a partir de la
ecuación de Hallen
Resonancias...
10 cm 15 cm
Microwave spectrum for a microwave tag composed by
three Co-based microwires with lengths of 10, 5 and 3 cm.
GSM: 900 y 1800 MHz
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ELC + 10 cm microwire
ELC + 15 cm microwire
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Metamateriales basados en microhilos magnéticos
Microhilo 2 cm
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Microhilo 2 cm
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-0,2
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0,1
0,2
0,3
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Single wire 2 cm
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Reflec...
TESIS + PATENTE + Empresa + Explora
10 Hz
Receiving
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Helmholtz
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Protesis/ arteria
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(microwire signal)
Invasive Monitorizaton
Fluid Pressure
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Measurements
1. Fluid Pressure
PTFE 6 mm
A. Renal
Bovine
2. Stenosis
• Localization
• Level (pressure index)
Prewire
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Pos...
fpulsatil flux>fbias field
DESARROLLO DE UN SISTEMA DE TELEMETRÍA PARA SEGUIMIENTO POSTOPERATORIO
DE PROCEDIMIENTOS EN CIRUGÍA VASCULAR: MODELO IN VI...
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Jornada científica NanoFrontMag - 21 de junio de 2016 - IMDEA Nanociencia
IMA
Pilar Marín

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  1. 1. Jornada científica IMDEA Nanociencia 20 de junio 2016 INSTITUTO DE MAGNETISMO APLICADO – UCM • Objetivo 4: Desarrollo de Imanes permanentes con contenido reducido de tierras raras. • Objetivo 3: Redes ordenadas de nanohilos magnéticos ( microhilos ) metamaterial
  2. 2. Material micro-compuesto sin tierras raras IMA + IMDEA Muestra Hc (kA/m) Ms (kA/m) Mr (kA/m) (BH)max (kJ/m3) SrFe12O19 360 352 212 11,5 95% SrFe12O19+5% FeSiB ( polvo nanocristalino) 262 410 265 14,9 95% SrFe12O19+5% FeCoSiB ( polvo nanocristalino) 256 417 266 15 95% SrFe12O19+5% Fe65Co35 265 429 236 12 • Objetivo 4: Desarrollo de Imanes permanentes con contenido reducido de tierras raras.
  3. 3. SrFe12O19 Plaquetas Hexagonales 0.2-2 µm FERRITA - DURO Material A
  4. 4. L= 51 nm L= 18 nm L= 5.5 nm L= 1.3 nm L= 1.2 nm 2 1       = k A L Longitudes de correlación de canje
  5. 5. FeSiBCuNb Granos bcc-Fe(20 at % Si) 5-20 nm Amorfo Tratamiento térmico 530oC, 1 h Técnica de enfriamiento ulrarrápido
  6. 6. L= 35 nm D = 5-20 nm L= 35 nm Fe80Si20 K1=8 kJ/m3 A= 10-11J/m L= 35 nm D= 20 nm1/ KAL = D < L L FeSiBCuNb FeZrB
  7. 7. L D=10 nmAsumiendo una fracción de granos, x, con los ejes fáciles distribuidos al azar 3 LV = 3       = D L xN 31 /3 mJ N K xK ≈= m K A Leff µ2≈= 3 64 1 2 A DKx K ≈
  8. 8. Aleado (High Energy Ball Milling, UCM) Cryomilled Pre-tratada :550ºC1h(N2) Dry & surfactant assisted milling : 10min-12h 10min-5h SOFT PHASE
  9. 9. Fe_12hHEBM Fe_4hHEBM+Oleic Ac. FeAn_6hHEBM FeAn_5hCryo Fe_10hCryo Reduce Particle Size Fe-rich RibbonDMax=118µm DMin=1µm DMedian=9µm DMax=48µm DMin=0.3µm DMedian=2.4µm DMax=37µm DMin=1µm Dmedian=4µm DMax=4µm DMin=0.2µm DMedian=0.95µm DMax=3µm Dmin=0,5µm DMedian=1µm 10µm 50µm 5µm 50µm 50µm m K A Leff µ2≈=
  10. 10. -20000 0 20000 -200 -100 0 100 200 Magnetization(emu/g) Applied Field (Oe) FeCo-Ribbon-An 5hCryo Hc=87 Oe -20000 -10000 0 10000 20000 -150 -100 -50 0 50 100 150 Magnetization(emu/g) Applied Field (Oe) Fe-ribbon-An-5hCry Hc= 20 Oe
  11. 11. Muestra Hc (kA/m) Ms (kA/m) Mr (kA/m) D (µµµµm) Cinta Fe-550-5h 1,5 958 7,3 1 Cinta FeCo-550-5h 5,9 1451 41,1 0,7 Muestra Hc (kA/m) Ms (kA/m) Mr (kA/m) D (µµµµm) Fe65Co35-12h 3,42 1892 25 0,2-5
  12. 12. SFO D=0.19-2 µµµµm D(median)=0,6 µµµµm -60000 -40000 -20000 0 20000 40000 60000 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Magnetization(emu/g) Applied Field (Oe) SFO BH=11,5kJ/m3 Hc = 4633.25 Oe Strontium Ferrite
  13. 13. NANOCOMP.: SFO+5% Fe-rich Ribbon
  14. 14. NANOCOMP.: SFO+5% FeCo-rich Ribbon
  15. 15. -400 -300 -200 -100 0 0 50 100 150 200 250 300 M(kA/m) Heff (kA/m) 1 3 2 4 Muestra Hc (kA/m) Ms (kA/m) Mr (kA/m) (BH)max (kJ/m3) SrFe12O19 (1) 360 352 212 11,5 95% SrFe12O19+5% FeSiB ( polvo nanocristalino) (2) 262 410 265 14,9 95% SrFe12O19+5% FeCoSiB ( polvo nanocristalino) (3) 256 417 266 15 95% SrFe12O19+5% Fe65Co35 (4) 265 429 236 12
  16. 16. 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0,0 1,0x10 -4 2,0x10 -4 3,0x10 -4 4,0x10 -4 5,0x10 -4 2 χirrev H/Hr 1 Desacoplo entre la fase dura y la blanda – elevado Hc Los campos magnetostáticos previenen la disminución de la remanencia Mayor remanencia para mayores longitudes de correlación de canje TESIS DOCTORAL ANA ARAGóN
  17. 17. • Objetivo 5: Redes ordenadas de microhilos magnéticos Interacción de microhilos magnéticos con ondas electromagnéticas
  18. 18. g Magnetic microwireE = Einc +Esca.
  19. 19. g Magnetic microwireE = Einc +Esca.
  20. 20. 10 Hz 1.29~ GHz microwire 80 Hz Emision Antenna Reception AntennaBias Field The microwire ferromagnetic resonance frequency is that emitted by the antenna The reception antenna detects a signal modulated in amplitude with the bias field frequency 1.29~ GHz microwire 80 Hz 1.29~ GHz microwire 80 Hz Emision Antenna Reception AntennaBias Field La frecuencia de resonancia eléctrica es aquella emitida por la antena La antena receptora recibe una señal modulada por el microhilo
  21. 21. 0,6 0,8 1,0 -41,22 -41,20 -41,18 -41,16 -41,14 -41,12 -41,10 -41,08 -41,06 -41,04 -41,02 "dB" "Time (sec)" 5.250GHz
  22. 22. Según la teoría de antenas la corriente inducida en el hilo puede calcularse a partir de la ecuación de Hallen Resonancias dipolares de antena
  23. 23. 10 cm 15 cm
  24. 24. Microwave spectrum for a microwave tag composed by three Co-based microwires with lengths of 10, 5 and 3 cm.
  25. 25. GSM: 900 y 1800 MHz Harvestig energy ???
  26. 26. Energy harvester
  27. 27. 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 -40 -20 0 20 40 60 80 100 ELC + 15 cm Cu wire ELC + 10 cm microwire ELC + 15 cm microwire S22 (dB) f (GHz) ELC + no wire -20 -10 0 10 20 0 40 80 120 160 -20 -10 0 10 20 0 20 40 60 80 -20 -10 0 10 20 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Magnetic Applied Field (Oe) a) b) c) Figure 4. Relative variation of the electric current transmitted by the via hole connected wires with respect to its value at 20 Oe for: 10 cm magnetic microwire at 1.33 ( ), 1.42 ( ), 1.78 ( ) GHz (a); 15 cm magnetic microwire at 1.00 ( ), 1.45 ( ), 1.89 ( ) GHz (b); cooper wire at 1.83 ( ), 2.37 ( ), 2.91 ( ) GHz (c) respectively.
  28. 28. Metamateriales basados en microhilos magnéticos
  29. 29. Microhilo 2 cm
  30. 30. 4 5 6 7 -0,2 -0,1 0,0 0,1 Reflectivity dB Frequency (GHz) Single wire 2 cm
  31. 31. Microhilo 2 cm Separados 1 cm Metamaterial ????????
  32. 32. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 Single wire 2 cm Array 2 cm - 1 cm distance Reflectivity dB Frequency (GHz)
  33. 33. TESIS + PATENTE + Empresa + Explora
  34. 34. 10 Hz
  35. 35. Receiving Antenna Spectrum Analyzer Transmitting Antenna Helmholtz coilsMicrowire Protesis/ arteria
  36. 36. Vector analyzer (microwire signal) Invasive Monitorizaton Fluid Pressure Fluid pressure registration Pressure index Distal and proximal Pressure
  37. 37. Measurements 1. Fluid Pressure PTFE 6 mm A. Renal Bovine 2. Stenosis • Localization • Level (pressure index) Prewire X Postwire
  38. 38. fpulsatil flux>fbias field
  39. 39. DESARROLLO DE UN SISTEMA DE TELEMETRÍA PARA SEGUIMIENTO POSTOPERATORIO DE PROCEDIMIENTOS EN CIRUGÍA VASCULAR: MODELO IN VITRO.Resultados 170mmHg163mmHg 142mmHg 84mmHg 77mmHg -13,750 -13,748 -13,746 -13,744 -13,742 dB 50mmHg50 mmHg 77 mmHg 84 mmHg 142 mmHg 153 mmHg 170 mmHg Pressure (mmHg) Variation dB 50 2,25 77 2,65 84 2,67 142 3,97 163 6,40 170 6,78mmHg dB Fluid pressure in protesis

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