Lewitacja elektromagnetyczna

W Katedrze prowadzone są badania nad lewitacją elektromagnetyczną od czasu realizacji pracy doktorskiej dra Zbigniewa Kaczmarczyka, tj. od 1995 r. Wyniki tych prac zostały opublikowane w kilku artykułach na konferencjach międzynarodowych.

Obecnie prace te w Katedrze są kontynuowane w związku z udziałem dra Marcina Kasprzaka i dra Zbigniewa Kaczmarczyka w projekcie badawczym prowadzonym przez Universytet Windsor, Windsor w Kanadzie, mającym na celu przeprowadzenie eksperymentów metalurgicznych związanych z intensywnym mieszaniem szybkim chłodzeniem wybranych stopów metalu będących w stanie płynnym, eksperymentów, które przeprowadzone będą w systemie lewitacyjnym w atmosferze gazów obojętnych.

Lewitacja elektromagnetyczna ma zastosowanie w eksperymentach metalurgicznych, w których pracuje się nad nowymi stopami metali, nad nowymi materiałami. Lewitację elektromagnetyczną wykorzystuje się do przygotowania eksperymentów metalurgicznych kosmicznych.

Idea lewitacji elektromagnetycznej została zrealizowana przez zespół autorów Okres E.C. et all, w 1952 roku. System lewitacyjny złożony jest z odpowiednio ukształtowanej cewki jak na rys. 1. Jest ona złożona z dwóch części. Pole jest ukształtowane przez obydwie części cewki w taki sposób, że próbka materiału przewodzącego znajdująca się wewnątrz cewki jest unoszona pozostając w pewnym obszarze stabilnego położenia nie dotykając cewki. Próbka odchylona w pewnym zakresie od centrum tego obszaru, do góry, w dół czy też radialnie po ustaniu zaburzenia odchylającego powraca do położenia stabilnego.

Pobierz film: Lewitacja.avi (36 MB)

Fotografie z rys. 1, 2 i 3 zostały zaczerpnięte z pracy dra Kaczmarczyka (Analiza energoelektronicznych falowników rezonansowych klasy E wysokiej częstotliwości). Ilustrują one system lewitacyjny pracujący przy częstotliwości 1MHz.

Rys. 1. Lewitujący wsad aluminiowy o średnicy 2.5 mm - 500°C.

Rys. 2. Lewitujący wsad miedziany o średnicy 4 mm - 1100°C.

Rys. 3. Wylot roztopionego wsadu miedzianego o średnicy 4mm - 1100°C.

Fotografie z rys. 4, 5 i 6 są wynikiem bieżących eksperymentów prowadzonych w Katedrze przez dra Kasprzaka i dra Kaczmarczyka. Jest to system pracujący przy częstotliowości 250kHz umożliwiający unoszenie i topienie próbek Al o średnicy około 10mm (System 250).

Rys. 4. System 250 - cewka ze stopionym lewitującym wsadem Al.

Rys. 5. System 250 - widok ogólny z naczyniem chłodzącym.

Rys. 6. System 250 - widok z góry z lewitującym wsadem w stanie stałym.

Panowie dr Kasprzak i dr Kaczmarczyk są przekonani, że skonstruowany przez nich system lewitacyjny umożliwi opracowanie nowych materiałów o niespotykanych dotychczas właściwościach.

Bogusław Grzesik