BE476751A

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Description

METHODE DE FABRICATION DE NOYAUX MAGNETIQUES EN MATE- .RIAUX PULVERULENTS COMPRIMES.

L'invention se rapporte à la fabrication de noyaux magnétiques en matériaux pulvérulents comprimés.

Le principal objet de l'invention est de réduire les pertes d'énergie dans ces noyaux.

Dans un article du "Bell System Technical Journal" Vol.15 (1936) intitulé "Mesures magnétiques à de faibles densités de flux" on montre (page 49) que les pertes dans ces noyaux sont représentées par l'équation
R/L = /u (a Bm + c) f + /u ef2
Les termes du second membre de cette équation peuvent être considérés comme divers coefficients de pertes, et comme proportionnels aux constantes K1, K2 et Ke, avec K1 =/u c x 103, K2 = /u a.103 et Ke = /u e. 106, oh /u est la perméabilité du noyau et a, c et e ont la signification donnée dans l'article sus-

dit. K1 est connu sous le nom de coefficient de pertes rési- duelles, K2est le coefficient d'hystérésis et Ke le coefficient de courants de Foucault.

La présente invention a pour objet principal de ré- duire le coefficient d'hystérésis K2plus particulièrement, bien que non exclusivement, dans les noyaux magnétiques employés dans les systèmes de transmission à courant porteur, spécialement aux hautes fréquences. La présence du coefficient de perte par hys- térésis K2provoque la création de voltages harmoniques et par conséquent sa réduction signifie la réduction de l'intermodula- tion entre les différentes voies de transmission et une simpli- fication des problèmes de circuit provenant des résistances qui varient avec le niveau d'énergie. On a également découvert que la présente invention provoque la réduction du coefficient de pertes résiduelles K1.

Le coefficient de courants de Foucaut Ke dépend uni- quement de la dimension des particules de poussière magnétique, et en assurant que les particules soient convenablement isolées l'une de l'autre, il ne peut être changé pour une certaine di- mension de particules. Il s'en suit que pour une dimension don- née de particules, les seules variables qui peuvent être modi- fiées sont K1 et K2.

Suivant la présente invention, le coefficient de per- te par hystérésis est réduit considérablement plus bas que les valeurs précédemment atteintes par l'usage d'un matériau dur, dense et non plastique, comme le dioxyde de titane, en guise de couche secondaire isolante pour les particules magnétiques.

Il est préférable d'employer du sol de silice comme couche primaire d'isolation pour lesdites particules.

Les meilleurs résultats ont été obtenus par l'emploi d'une isolation qui consiste en 3 couches appliquées successive- ment aux particules, la première consiste en sol de silice, la seconde en hydroxyde de magnésium, et la troisième en dioxyde de

titane.

On croit que ces résultats peuvent être expliqués par la théorie suivant laquelle le coefficient minimum d'hysté- résis s'obtient quand les particules magnétiques ont été soumi- ses à la déformation plastique maximum sans qu'elles soient ve- nues en contact. Le dioxyde de titane est une couche d'isolation secondaire qui a la propriété de transmettre la pression employée pour comprimer les particules en forme, sans céder lui-même sous la pression, et permet donc que se produise la déformation plas- tique complète des particules magnétiques.

La déformation plastique se produit sous la pression nécessaire pour comprimer les particules magnétiques isolées en un noyau solide, et un recuit du noyau solide est nécessaire pour provoquer la recristallisation dans la matière magnétique. Plus la déformation plastique est grande, plus la température de re- cristallisation est basse pour un matériau magnétique donné, et plus est grande la liberté de tension dans la matière magnétique, laquelle, on le sait, est fort désirable.

La description suivante se rapporte aux dispositions de l'invention où les particules magnétiques consistent en un al- liage de 78 à 82 % de nickel, 16 à 19 % de fer et jusqu'à 4 % de molybdène, et sont de dimensions telles qu'elles passent le ta- mis à 400 mailles. Lorsque ces particules doivent être compri- mées en noyaux pour usage en courant porteur, la quantité d'iso- lant employée est normalement telle que la perméabilité du noyau fini est environ 14.

Les meilleurs résultats obtenus jusqu'à présent avec des noyaux de perméabilité 14, faits de la poudre de composition et finesse indiquées plus haut, l'ont été avec une isolation con- sistant en argile colloidale (comme le Kaolin), hydroxyde de mag- nésium et silicate de sodium comme il est décrit et revendiqué dans le brevet anglais n 438.803, avec addition d'un faible pourcentage de résine formaldehyde de phénol, suivant notre bre-

brevet n 462.427.

Les particules isolées sont pressées en noyaux sous une pression de 45 tonnes par pouce carré puis recuites dans une atmosphère inerte à 630 C pendant 40 minutes.

Les propriétés obtenues des noyaux terminés sont: perméabilité de 14; K2 = 0,10; K1 = 2,70; et Ke = 0,07. Dans les exemples suivants, les noyaux sont fabriqués de la même ma- niére, sauf en ce qui concerne l'isolant utilisé.

le 1.

100 parties de poussière magnétique sont bien mélangées à 1,27 partie de dioxyde de titane, 0,47 partie de résine formaldehyde de phénol en poudre, 2 parties de silicate de sodium et 0,15 par- tie d'hydroxyde de magnésium en suspension aqueuse diluée. Le mélange est bien séché à 130 C avec mélange continuel et au mé- lange sec on ajoute 5,8 parties de dioxyde de titane et 2 parties d'un circuit consistant en une solution du produit de condensa- tion du formaldehyde de phénol dans l'alcool ou essences méthy- lées. Les particules isolées sont chauffées à 40 C pendant une demi-heure pour sécher à demi la résine, et passées à travers le tamis de 30 mailles. La matière passant le tamis est comprimée en un noyau qui a une perméabilité de 14,5 et un K2 de 0,07.

Exemple 2.

Un mélange de poussière magnétique et des autres constituants comme dans l'exemple 1 est réalisé et séché à 130 C. Le mélan- ge est alors pressé en anneaux à 45 tonnes par pouce carré et les anneaux cuits à 130 C. Les anneaux sont alors à nouveau brisés en petites particules, passées à travers le tamis de 14 mailles et les particules qui passent le tamis sont mélangées à 5,8 par- ties de dioxyde de titane et 2 parties du même ciment': de résine formaldehyde de phénol qu'à l'exemple 1. Les particules sont semi séchées à 40 C, passées à travers un tamis de 30 mailles, et la matière qui passe le tamis, moulée en un noyau qui a une perméabilité de 15,4 et un K2de 0,088.

exemple 3.

100 parties de poussière magnétique sont mélangées à 10 par- ties de sol de silice, séchées à 50 C et passées à travers un tamis de 120 mailles. 1,25 partie d'hydroxyde de magnésium en suspension aqueuse sont bien mélangées à la matière passant le tamis et le mélange est évaporé 'jusqu'à séchàge à 130 C. 4,6 parties de dioxyde de titane y sont mélangées à sec, et l'en- semble passé au tamis de 30 mailles. Les noyaux faits de cette matière comprimée ont une perméabilité de 13, un facteur K2 de 0,064, un facteur K1 de 1,2 et un facteur Ke de 0,06.

Les résultats obtenus par l'exemple 3 sont considé- rés comme les meilleurs obtenus pour une perméabilité voisine de 14, et tous les facteurs de pertes accusent une diminution, cel- le du facteur K2 étant de 40 %.

Les exemples suivants se rapportent à des noyaux des- tinés à travailler à des fréquences encore plus élevées que les précédents, et d'avoir donc une perméabilité voisine de 6.

Exemple 4.

100 parties de poussière magnétique sont mêlées à 5 parties d'hydroxyde de magnésium en solution aqueuse diluée et le mélange bien sèche à 130 C. A ce mélange on ajoute 30 par- ties de dioxyde de titane (chauffé au préalable à 950 C dans une atmosphère d'hydrogène) et 2 parties de ciment contenant de la résine formaldehyde de phénol. Après un bon mélange, les particules sont à demi séchées à 40 C et passées au tamis de 30 mailles. La matière passant le tamis est pressée en noyaux, qui ont une perméabilité de 5,36 et un facteur K2 de 0,071.

Exemple 5.

Même chose qu'à l'exemple 4 sauf que le dioxyde de titane est traité à chaud à 1250 C dans une atmosphère d'hydro- gène, avant addition aux particules magnétiques isolées. Les noyaux résultants ont une perméabilité de 6,9 et un facteur K2 de 0,094.

Exemple 6.

100 parties de poussière magnétique sont bien mélan- gées à 10 parties de sol de silice, séché à 50 C et passé au tamis de 120 mailles. La matière passant le tamis est mélangée à 5 parties d'hydroxyde de magnésium en suspension aqueuse et le mélange séché à 130 0. La matière séchée est bien mélangée à 15 parties de dioxyde de titane et 2 parties de résine formalde- hyde de phénol. Le mélange est passé au tamis de 30 mailles, à demi séché à 40 0et la matière passant le tamis est comprimée en noyau. La perméabilité était 5,8 et le facteur K2 0,046. Le facteur K1 était 2,0 et Ke 0,045 montrant donc une diminution dans les trois facteurs de pertes, en comparaison du type d'iso- lation normal.

Une méthode de préparation du sol de silice a été l' hydrolyse d'une forme commerciale d'esters de silice dans des essences méthylées, au moyen d'une solution d'acide hydrochloric (0,5 Ndans l'eau distillée).

Claims

RESUME.

L'invention se rapporte à un corps magnétique composé de particules isolées l'une de l'autre par une série de couches isolantes appliquées séparément, puis comprimées en un noyau so- lide dans lequel la couche extérieure renferme une matière non plastique très dense, telle qu'une matière céramique.

Par la méthode de fabrication décrite on obtient un noyau ayant un faible facteur de perte par hystérésis, fait de particules magnétiques isolées et comprimées de haute perméabi- lité. Cette méthode consiste d'abord: à isoler les particules au moyen d'une couche isolante primaire; à isoler ensuite les particules au moyen d'une couche renfermant une grande partie d' une matière céramique très dense ; à comprimer les particules ainsi isolées sous forme de noyau pour amener la déformation plastique des particules magnétiques ; età recuire le noyau fini pour recrystalliser les particules magnétiques.

Soit un total de 6 pages.