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磁性材料研究组

我们的研究重点是量子材料,功能复合材料和先进材料结构的合成,表征和建模,尤其对磁性,传感,能量收集和生物医学应用感兴趣。

核心研究领域包括:

  • 电磁钢的磁性和应用
  • 用于医疗应用的磁传感器和系统
  • 生物材料和纳米复合材料的变形和疲劳
  • 石墨烯基功能陶瓷材料和复合材料
  • 用于能量收集的热电材料和装置
  • 溶液处理太阳能电池和浓缩混合系统
  • 半导体纳米光学和量子光子学

热电和光伏实验室

This research activity relates to thermoelectric materials and devices such as energy harvesting from waste heat recovery from automotive exhaust processes and Peltier cooling for various applications, including water desalination systems. In 2012 new research lines based on various photovoltaic technologies and thermomagnetic generators and their application with thermoelectric modules were established. Further research includes the deposition of functional thin-film materials by Pulsed Laser Deposition (PLD) and screen printing for application in dye-sensitised solar cells (DSC). This research relates to the preparation, characterisation and optimisation of semiconducting oxide thin films. The PLD system is an advanced facility which enables the preparation of a wide range of thin films in a highly controlled manner. The deposited materials range from multicomponent semiconductors, via alloys, to pure metals. The apparatus can be used for R&D, pilot production, and full production capabilities for a variety of applications depending on demand and productivity.

进一步的研究包括热电(te)的计算机模拟,包括te模块的有限元建模。这项工作与实验数据采集同时进行,以深入了解半导体的传输特性,器件物理,制造和表征。还计算了用于阻抗谱的te元件的交流响应,其可以提供材料特性的快速测量。

能量和功率磁性

沃尔逊磁性中心的研究主要集中在与磁性材料的生产,表征和应用相关的几个领域。

该中心在软磁材料方面的研究方面拥有良好的ag8记录,并为从世界领先的跨国公司到当地小公司的组织开展研究和咨询项目。

与电力磁系统相关的能量损失占英国发电量的10%,磁性损失仅节省3%,相当于每年减少3-4百万吨二氧化碳排放量。

该小组参与以下项目:

fp7 globasol项目旨在将热电材料与太阳能电池集成,通过波长分离入射辐射,以便太阳能电池转换短波长,通过te发生器转换长波长。纳米结构和块状热电材料(bi2te3)的制造和表征也正在研究室温操作。 globasol项目的合作伙伴是unipmn(意大利)领导项目,fraunhofer研究所(德国),tud(德国),epfl(法国),uam(西班牙)和exeger(瑞典)。

epsrc supergen suntrap项目的主要目标是降低成本,提高光伏可再生能源发电系统的性能和寿命。这是通过利用光学浓度和将热电与光伏技术集成而设计的。该研究项目与格拉斯哥大学(pi),埃克塞特大学和曼彻斯特大学合作开展。与广泛的工业咨询小组定期讨论研究成果。

欧洲项目,thelexpro,处理钢铁工艺的低温废气的热电热回收。所进行的研究是与领先的钢铁制造商合作 - csm(意大利),bfi(德国),ferriere nord(意大利)和acelormittal(西班牙)。

与dana canada公司的合作涉及热电模块与热交换器的集成。通过计算机建模和精确模块组装进行优化,以最大化热电模块和热交换器的性能,最终提高汽车发动机的燃油效率。 johnson matthey,caterpillar inc和ricardo group是该项目的合作伙伴。

therelexpro涉及热电模块的表征以及工业合作伙伴的热电系统的设计,构建和评估。热电发电机原型在大学设施中进行了最佳性能测试。然后将原型安装在工业合作伙伴选定的位置,以便在实际操作条件下进行测试。热电技术的科学知识与工业合作伙伴定期共享。

一个先进的工程和材料的ser cymru国家研究网络资助也在增强太阳能收集领域活跃。斯旺西大学,iqe plc和bangor大学之间存在合作。

其他合作者是欧洲热力学有限公司和执行者,他们是globasol项目的工业合作伙伴,该项目正在研究太阳能电池和相关技术的商业化。

为了应对与能量和功率磁性相关的挑战,沃尔森磁性中心参与了许多研究项目。这些包括:

  • 研究电工钢的磁性能
  • 提高变压器铁芯的效率和噪音
  • 在线生产监控和过程控制
  • 磁特性的建模和预测
  • 在广泛的物理和电气条件下表征磁性材料
  • 磁性材料在功率磁性器件中的应用

首席研究员

高敏教授

高敏教授

教授

电子邮件:
min@cardiff.ac.uk
电话:
+44(0)29 2087 5034

学术人员

fatih anayi博士

fatih anayi博士

讲师

电子邮件:
anayi@cardiff.ac.uk
电话:
+44(0)29 2087 5932
菲利普安德森博士

菲利普安德森博士

高级讲师 - 教学和研究

电子邮件:
andersonpi1@cardiff.ac.uk
电话:
+44(0)29 2087 5564
萨姆·埃文斯教授

萨姆·埃文斯教授

学校负责人,工程学

电子邮件:
evanssl6@cardiff.ac.uk
电话:
+44(0)29 2087 6876
杰里米博士

杰里米博士

讲师 - 教学和研究

电子邮件:
halljp@cardiff.ac.uk
电话:
+44(0)29 2087 5933
turgut meydan博士

turgut meydan博士

读者

电子邮件:
meydan@cardiff.ac.uk
电话:
+44(0)29 2087 5923
耶夫根梅里霍夫博士

耶夫根梅里霍夫博士

讲师 - 教学和研究

电子邮件:
melikhov@cardiff.ac.uk
电话:
+44(0)29 2087 4071
维多利亚加西亚罗恰博士

维多利亚加西亚罗恰博士

讲师

电子邮件:
garciarochav@cardiff.ac.uk
电话:
+44(0)29 2087 0498
zhe li

zhe li

能源材料讲师和sêrcymruii研究员

电子邮件:
liz75@cardiff.ac.uk
电话:
+44(0)29 2087 9056

材料合成和加工

  • 放电等离子烧结(hp d 10-sd,fct systeme)
  • 脉冲激光沉积(pld2000,pvd产品)
  • Ball Milling (Pulverisette 5 & Spex 8000)
  • 大功率超声波铣削(1000w,hielscher)
  • 冷冻铸造(冷冻干燥器85,lablyo)
  • 用于纳米粒子合成的schlenk线系统
  • 旋涂机(650,laurell)
  • 切割和研磨(accutom 100,struers)
  • 手套箱(藏红花科学设备)
  • 高温退火炉(碳酸盐)

磁特性

  • 振动样品磁强计(湖岸)
  • 磁性测量系统(量子设计)
  • 物性测量系统(量子设计)
  • 磁力显微镜(数码设备)
  • b-h loop(mesa,shb instruments)
  • 软磁材料的交流表征系统(定制)
  • 用于软磁材料和硬磁材料的直流渗透仪(定制)
  • 用于高低温测量的环境室(碳酸盐岩)
  • 100kn压力床,用于上述测量(instron)
  • 层压材料磁致伸缩测量系统(定制)
  • 变压器测试设备(声学和3轴振动测量)(定制)
  • 高速磁畴观测系统(定制)

热电特性

  • ppms(热电特性,量子设计)
  • 红外显微镜(infrascope iii,量子聚焦)
  • 高通量热电测量系统
  • 接触电阻扫描探针
  • 热电阻抗分光镜(autolab)
  • 热电模块评估系统
  • comsol(交流,传热,热电,射线光学)

光伏和光子表征

  • 太阳模拟器和i-v示踪剂(lcs 100,oriel)
  • 阻抗分光仪(metrohm autolab)
  • 光谱辐射计(300nm-1700nm,stellarnet)
  • 耐用寿命测试系统