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IL CT 68/51 PER LEGHE, ACCIAI E COMPONENTI MAGNETICI

29/07/2021
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Carlo Ragusa, Presidente CEI CT 68/51
Daniela Zambelli, Segretario Tecnico CEI CT 68/51

Un Comitato giovane e strategico per l’industria italiana, l’automotive e le tecnologie digitali.

Il Comitato Tecnico CEI 68/51 “Leghe e acciai magnetici, ferriti, polveri magnetiche, e componenti” riunisce, su base nazionale, le attività dei due Comitati TC 68 e 51 dell’IEC. Lo scopo del TC 68 è quello di preparare norme riguardanti le proprietà magnetiche e altre proprietà fisiche di leghe e acciai che sono rilevanti per il loro uso in campo elettrotecnico. Il TC 51 prepara norme riguardanti parti e componenti che presentano proprietà magnetiche, quali nuclei di ferrite o di polveri magnetiche per applicazioni in campo elettronico e i relativi metodi di prova dei componenti e dei materiali.

Il CT 68 CEI “Leghe e acciai magnetici” è stato costituito nel novembre 2018 quale mirror del TC 68 IEC “Magnetic alloys and steels”, istituito nel 1968. Fin dalla sua istituzione, il Secretariat è mantenuto dalla Germania mentre la Chairmanship, da ottobre 2020, è stata attribuita all’Italia, al Prof. Carlo Ragusa.

Attualmente, il TC 68 IEC comprende 12 partecipanti a pieno titolo (P-members): Austria, Belgio, Cina, Francia, Germania, India, Italia, Giappone, Korea, Svezia, Regno Unito e Stati Uniti. Di rilievo le liaisons con il TC 51 IEC “Magnetic components and ferrite materials” e il TC 17 ISO “Steel”.

Il TC 68 IEC è strutturato in quattro Working Groups e un Project Team:

  • WG 1 “Classification, composition and properties of magnetic materials”;
  • WG 2 “Measuring methods for soft and feebly magnetic materials”;
  • WG 4 “Magnetic alloys of iron-nickel, iron-cobalt, iron-aluminium and iron-aluminium silicon”;
  • WG 5 “Specifications and measurement methods for hard magnetic materials”;
  • PT 63311 “Project Team for the development of a Standard of a Magnetic Pulsed Field (MPF) measurement method for permanent magnets”.

L’industria elettrotecnica impiega leghe e acciai magnetici dolci che sono fondamentali per la costruzione di apparati e sistemi per la generazione e la distribuzione dell’energia elettrica e di macchine elettriche. Le leghe magnetiche dure sono invece fondamentali per la costruzione di magneti permanenti, che sono applicati nei motori e generatori elettrici, in diversi strumenti di misura e sensori, negli altoparlanti, in elettrodomestici, nella strumentazione biomedica e in ingegneria meccanica.

Ogni anno vengono prodotti circa 13 milioni di tonnellate di materiale magnetico, di cui il lamierino elettrico costituisce una quota dell’ordine di 8 milioni di tonnellate, per una quota di mercato di circa 5 miliardi di euro.

Il mercato ha bisogno di norme internazionali per misurare e specificare le proprietà magnetiche di rilievo per le applicazioni di tutti i materiali magnetici. Le norme tengono conto sia del punto di vista delle industrie siderurgiche sia delle esigenze degli utenti finali. Questi sono i produttori di trasformatori, macchine elettriche rotanti e tutte le altre apparecchiature elettriche, comprese quelle utilizzate in campo automotive.

Le norme relative ai metodi di misura sono definite per fornire metodi ottimali per la riproducibilità e l’utilizzo economico ed efficiente dei sistemi di misura.

Le tendenze tecnologiche rilevanti per il TC 68 sono determinate dalla sostenibilità dei combustibili fossili, dalla riduzione delle emissioni di anidride carbonica, in particolare attraverso un incremento del trasporto elettrico, lo sfruttamento di nuove fonti energetiche rinnovabili e la limitazione dei costi e dei rischi ambientali.

Sono in fase di sviluppo nuovi materiali magnetici dolci con minori perdite per soddisfare la domanda di trasformatori di energia più efficienti. Una nuova tendenza, determinata dalla domanda di dispositivi elettromeccanici piccoli ed economici riguarda la produzione di nuclei di polveri di ferro e sue leghe, ottenute con le tradizionali tecnologie delle ceramiche industriali.

Nel 2020 le attività del CT 68 CEI sono state estese al fine di includere quelle del TC 51 IECMagnetic components, ferrite and magnetic powder materials”. Le nuove attività riguardano la preparazione di norme relative a parti e componenti magnetiche per applicazioni nell’elettronica in una vasta gamma di aree di applicazione, tra cui: telecomunicazioni, computer, auto elettrica, sistemi audio e video, illuminazione, generazione di energia solare ed eolica, saldatura, riscaldamento induttivo, condizionamento dell’alimentazione (UPS), ricarica senza fili e RFID. Le norme riguardano prevalentemente i metodi di misura, le prove e le specifiche tecniche per trasformatori e induttori che utilizzano tali componenti; ferriti e materiali di polveri magnetiche.

I componenti magnetici con nuclei in ferrite e polvere magnetica sono componenti chiave nei sistemi elettrici di potenza e nell’elettronica digitale. Dalla seconda metà del 2016, l’industria elettronica continua a svilupparsi con un costante aumento della domanda di componenti elettronici per gli smartphone, per i veicoli elettrici e l’industria aeronautica, la robotica, le reti di telecomunicazioni ad alta velocità e la crescente domanda di servizi integrati di trasmissione digitale. Inoltre, con la rapida diffusione dei semiconduttori di potenza come SiC e GaN, la ferrite e i nuclei in polvere magnetica sono richiesti per avere perdite più basse ad alte frequenze e un funzionamento stabile al variare della temperatura

A causa dei cambiamenti di comportamento sociale e di nuovi stili di vita causati dalla pandemia di Coronavirus, le innovazioni tecnologiche stanno cominciando a contribuire a sistemi energetici “distribuiti” e “indipendenti”, e a sistemi di funzionamento “a distanza”. Di conseguenza, le innovazioni nei sistemi di energia elettrica e nei dispositivi elettronici digitali entreranno in una nuova fase e si prevede che nuove innovazioni tecnologiche saranno necessarie per supportare i nuclei magnetici e componenti magnetici, che sono componenti elettronici essenziali.

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