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Faculté des Sciences appliquées
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Mémoire

Experimental investigation of methods to improve the field gradient produced by a superconducting Halbach array

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Kollasch, Killian ULiège
Promoteur(s) : Vanderbemden, Philippe ULiège
Date de soutenance : 30-jui-2025/1-jui-2025 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/23369
Détails
Titre : Experimental investigation of methods to improve the field gradient produced by a superconducting Halbach array
Auteur : Kollasch, Killian ULiège
Date de soutenance  : 30-jui-2025/1-jui-2025
Promoteur(s) : Vanderbemden, Philippe ULiège
Membre(s) du jury : Redouté, Jean-Michel ULiège
Gilet, Tristan ULiège
Vanderheyden, Benoît ULiège
Langue : Anglais
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Multidisciplinaire, généralités & autres
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master en ingénieur civil physicien, à finalité approfondie
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] This Master’s thesis investigates the enhancement of magnetic field gradients using superconducting Halbach arrays, with the ultimate aim of improving applications such as magnetic drug targeting. While Halbach arrays made of permanent magnets offer enhanced magnetic fields compared to single magnets, their performance is fundamentally limited by magnetic saturation. To overcome this, the study explores the use of bulk high-temperature superconductors (HTS), which can trap significantly stronger magnetic fields.
Two novel configurations are experimentally tested: the elevated Halbach array, designed to reduce central demagnetisation, and the five-superconductor Halbach array, aimed at increasing the field gradient despite expected demagnetisation. Theoretical models based on electromagnetism and Biot-Savart's law are developed and adjusted to account for defects within superconducting samples. Comparisons between experimental measurements and simulations reveal the influence of demagnetisation, sample geometry, and material defects on the magnetic field profile.
The results confirm that superconducting Halbach arrays can generate higher magnetic gradients than their permanent magnet counterparts. These findings open perspectives for designing more efficient magnetic assemblies in medical and engineering applications, with future work suggested on optimising sample alignment and geometry.


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Access Master_thesis_Kollasch_Killian.pdf
Description:
Taille: 15.81 MB
Format: Adobe PDF

Auteur

  • Kollasch, Killian ULiège Université de Liège > Master ing. civ. phys., fin. approf.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Redouté, Jean-Michel ULiège Université de Liège - ULiège > Dép. d'électric., électron. et informat. (Inst.Montefiore) > Systèmes microélectroniques intégrés
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Gilet, Tristan ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Microfluidique
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Vanderheyden, Benoît ULiège Université de Liège - ULiège > Dép. d'électric., électron. et informat. (Inst.Montefiore) > Electronique et microsystèmes
    ORBi Voir ses publications sur ORBi








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