Tanecik odaklı elektrikli çelik: yüksek verimli elektromanyetik malzemeler için önemli bir uygulama

Tahıl Odaklı Elektrikli Çelik (GOES), özel manyetik özelliklere sahip bir tür çeliktir ve güç ekipmanlarının ve transformatörlerin temel bileşenlerinde yaygın olarak kullanılır. Sıradan çeliğin aksine, yönlendirilmiş elektrikli çelik mükemmel manyetik geçirgenliğe ve düşük enerji kaybına sahiptir, bu nedenle güç aktarımında ve dönüşümünde hayati bir rol oynar.
Tanecikli elektrikli çelik, esas olarak transformatörler, jeneratörler, motorlar ve diğer ekipmanlar için manyetik bileşenlerin üretiminde kullanılan, özel olarak işlenmiş düşük karbonlu bir çeliktir. En büyük özelliği, tanelerin belirli bir yönde, genellikle uzunlamasına veya enine yönde önemli bir yönelimle düzenlenmesidir. Bu yapı, çeliğin son derece düşük histerezis kaybına ve belirli bir yönde yüksek manyetik geçirgenliğe sahip olmasını sağlar, böylece elektromanyetik ekipmanın verimliliğini artırır.
Yönlendirilmiş silisli çeliğin üretim süreci çok karmaşıktır ve genellikle aşağıdaki adımları içerir:
Tane yönelimli silisli çelik üretimi öncelikle temel erimiş çelik oluşturmak için yüksek saflıkta demir ve alaşım elementlerinin eritilmesini ve karıştırılmasını gerektirir. Dökümden sonra erimiş çelik kütük veya levha halinde soğutulur.

Sıcak ve soğuk haddeleme işlemleri sırasında, yönlendirilmiş silisli çeliğin yüzeyi, genellikle 0,2 mm ila 0,5 mm arasında değişen kalınlıklarda, kademeli olarak daha ince çelik saclar oluşturur. Haddeleme işlemi sadece çeliğin kalınlığını kontrol etmekle kalmaz, aynı zamanda tanelerin yönünü de etkiler.
Spesifik bir ısıl işlem prosesi aracılığıyla, özellikle tavlama prosesi sırasında, tanelerin yönelimi, tanelerin uzunlamasına veya enlemesine hizalanacak şekilde kontrol edilir. Genellikle "tane oryantasyon işlemi" olarak adlandırılan bu işlem, çeliğin manyetik özelliklerini önemli ölçüde geliştirebilir.
Kullanım sırasında kısa devreleri ve histereziyi önlemek için şekillendirilmiş tane yönelimli elektrikli çeliğin yüzeyine genellikle ince bir yalıtkan kaplama tabakası eklenir. Ayrıca çeliğin manyetik özelliklerini daha da optimize etmek için tavlama gibi işlem sonrası işlemlere ihtiyaç vardır.
Tane yönelimli silisli çeliğin en büyük özelliği, yüksek manyetik geçirgenliğidir; bu, daha düşük manyetik alanlar altında güçlü manyetik indüksiyon sağlayabileceği anlamına gelir. Yüksek manyetik geçirgenlik, elektrikli ekipmanın elektrik enerjisini daha etkili bir şekilde iletebilmesi ve çalışırken enerji kaybını azaltabilmesi anlamına gelir.
Tane yönelimli silisli çeliğin bir diğer önemli özelliği de düşük histerezis kaybıdır. Histerezis kaybı, manyetik alanın değişmesi sırasında manyetik malzemelerin tükettiği enerjiyi ifade eder. Düşük histerezis kaybı, güç ekipmanının enerji verimliliğini önemli ölçüde artırabilir.
Tanecikli elektrik çeliği, akım darbesine karşı güçlü bir dirence sahiptir, bu da onu yüksek yüklü, yüksek voltajlı çalışma ortamlarında daha kararlı hale getirir ve transformatörlerin ve motorların çekirdek parçalarında kullanıma uygundur.
Tane yönelimli elektrikli çeliğin tane yönelimi özellikleri nedeniyle, elektromanyetik kayıpları etkili bir şekilde azaltabilir ve güç ekipmanının çalışma verimliliğini artırabilir. Özellikle transformatörlerde tanecikli silisli çelik kullanılması, işletme sırasındaki enerji kayıplarını önemli ölçüde azaltabilir.
Tanecikli silikat çeliğinin en önemli uygulama alanlarından biri güç transformatörleridir. Transformatörlerde, enerji kaybını önemli ölçüde azaltabilen ve transformatörün verimliliğini ve stabilitesini artırabilen çekirdek parçayı üretmek için yönlendirilmiş elektrikli çelik kullanılır. Transformatörlerin genellikle uzun süreler boyunca yüksek yüklerde çalışması gerektiğinden, tanecikli elektrikli çeliğin kullanılması, ekipmanın uzun vadeli performansını önemli ölçüde artırabilir.
Tanecikli elektrik çeliği jeneratörlerde ve elektrik motorlarında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Güç üretimi ve motorun çalışması sırasında enerji kaybını azaltabilir ve ekipmanın verimliliğini ve çalışma ömrünü uzatabilir.
Yüksek frekanslı transformatörlerde ve güç kaynağı ekipmanlarında, tanecikli elektrikli çeliğin düşük kayıp özellikleri özellikle önemlidir. Yüksek frekanslı çalışma sırasında kayıpları etkili bir şekilde azaltabilir ve ekipmanın verimli çalışmasını sağlayabilir.
Yönlendirilmiş elektrikli çeliğin güç ekipmanında ve elektrik iletiminde uygulanması, tüm güç sisteminin verimliliğini artırabilir, güç iletimi sırasında enerji kaybını azaltabilir ve işletme maliyetlerini azaltabilir.
Enerji verimliliği ve sürdürülebilirliğe küresel odaklanma büyümeye devam ederken, tanecik odaklı silisli çeliğe olan talep de istikrarlı bir şekilde artıyor. Gelecekte, tanecik odaklı silisli çelik araştırma ve geliştirme çalışmaları aşağıdaki hususlara daha fazla odaklanacaktır:
Bilim ve teknolojinin ilerlemesiyle birlikte üreticiler, yüksek verimli güç ekipmanının malzeme performansına yönelik daha yüksek gereksinimleri karşılamak için yönlendirilmiş elektrikli çeliğin manyetik özelliklerini iyileştirmeye, özellikle manyetik geçirgenliğini artırmaya ve histerezis kaybını azaltmaya kararlı olacak.
Çevre dostu elektrikli çelik malzemelerin araştırılması ve geliştirilmesi gelecekte önemli bir yön haline gelecektir. Çevre koruma düzenlemeleri güçlenmeye devam ettikçe üreticiler çevreyi kirletmeyen, geri dönüştürülebilir elektrikli çelik malzemeler geliştirmeye kararlı olacak.
Tahıl odaklı silisli çelik, gelecekte akıllı şebekelerde, elektrikli araçlarda ve diğer alanlarda da daha fazla uygulama bulabilir. Akıllı teknolojinin gelişmesiyle birlikte özelleştirilmiş ve yüksek performanslı silisli çelik malzemeler piyasada giderek daha popüler hale gelecektir.