CA2185930A1 - Materiau magnetique composite a permeabilite et pertes reduites - Google Patents

Materiau magnetique composite a permeabilite et pertes reduites

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CA2185930A1
CA2185930A1 CA002185930A CA2185930A CA2185930A1 CA 2185930 A1 CA2185930 A1 CA 2185930A1 CA 002185930 A CA002185930 A CA 002185930A CA 2185930 A CA2185930 A CA 2185930A CA 2185930 A1 CA2185930 A1 CA 2185930A1
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magnetic
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Jean-Pierre Delvinquier
Richard Lebourgeois
Michel Pate
Claude Rohart
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Thales SA
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/36Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites in the form of particles
    • H01F1/37Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites in the form of particles in a bonding agent

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Abstract

L'invention concerne un matériau magnétique composite présentant des pertes et une perméabilité réduites lorsqu'il est soumis à un champ magnétique à des fréquences inférieures à environ 100 MHz. Il comporte des particules magnétiques en forme de plaquettes (5) dispersées dans un liant (6) diélectrique. Les plaquettes en céramique magnétique polycristalline sont orientées de manière à ce que leurs faces principales les soient sensiblement parallèles au champ magnétique. Application notamment aux noyaux d'inductances ou de transformateurs.

Description

5~
MATERIAU MAGNETIQUE COMPOSITE A PERMEABILITE ET PERTES
REDUITES
La presente invention concerne un matériau ma~nétique composite a p~,l, ' ' "'' et pertes réduites à des fréquences inférieures à
environ 100 MHz.
Le matériau est destiné a réaliser lluldllllll~llL des noyaux d'inductances ou de lldll ~rulll~dldurs.
Les dévelo,u,uu,,,~ des systèmes electroniques cherchent à
10 miniaturiser les sources d' " llullldliol~. Le passage des résulateurs à
structure lineaire aux convertisseurs à decol ~r~9P a constitué un pas decisif pour la diminution de l't:"~u",L,~",e,lI et l'dlll~liuld~iùll des p~lrulllldll~t:s des sources d'-' ll~ dliul~. La fréquence de rl~rollr~3~o n'a cessé
d'augmenter dans le but de poursuivre la miniaturisation. Les convertisseurs actuels atteignent et meme d~l,a~s~"l un mégahertz. Les architectures d'inductances de faibles valeurs (quelques micro-Henry) devraient présenter des pertes totales (pertes du conducteur et du circuit maqnétique) faibles sous forte induction et une faible perméabilité (inférieure a environ 200).
Les matériaux magnetiques b p~",.f ' "'' réduite actuellement 20 disponibles sur le marché u,~s~"le"I sous forte induction (supérieure à
environ 10 mT) des pertes tres élevees qui font qu'aujourd'hui les cullluosdlll~ magnétiques sont les ~UIll,UOSdl,I~ les plus ~ UIII~Id~ des convertisseurs. Pour les matériaux magnétiques existants la faible p~""' .' :":' et les faibles pertes à haute fréquence sont des l,dl dl,ldl iali4ues L.UI 11l dl~iUIUil US.
Une inductance de quelques micro-Henry uullluull~ld quelques spires ou un noyau à faible p~""~ ' :';' '.
Un faible nombre de spires porté a une différence de potentiel élevee genère une induction magnétique élevée dans le noyau. Comme les pertes dans le noyau sont au moins ,ulu~JulIi~ au carre de l'induction elles croissent très vite lorsque le nombre de spires décroit. Pour obtenir des pertes réduites il faut un grand nombre de spires ce qui impose un noyau à faible perméabilite.
Il existe des inductances à air à noyau dl I ~ay~ ,~li4ue. Leur perméabilite est é~qale à un et les pertes dans le noyau sont nulles. Leur ~1 ~UUI 1 Ibl ~ :l l ,e~ II est important à cause de la pt~ l ' ' "' égale à un du noyau 21~93~

li~ "ay~ ~liuuQ. Les pertes "cuivre" dissipées par le t~obina~e sont Ju~la~ s. Les perturbations éle~ l~u"~d~d"~ ues générées sont gênantes pour le voisinage et difficiles à éliminer.
Il existe des inductances à noyau magnetique en ferrite massif de type spinelle à entrefer localisé à air. Le ferrite malgre ses pertes de l'ordredu centième ou du dixième de W/cm3 selon l'induction et la fréquence presente des pe""é_L:" proche de 1000 ce qui est beaucoup trop élevé
pour l' ~" ", des convertisseurs. Les ferrites à faible p~ll,,~d~ili'a comme le ferritQ de nickel qui présente une pe""ed~ égale à 10 ont des pertes trop elevées pour l' .rr' " ~ des convertisseurs.
Il existe aussi des inductances à noyau magnétique composite à
entrefer réparti. Ces materiaux sont constitues d'alliages ~"u",d~"~ ues en poudre dispersee dans un liant dielectrique. Les pertes par ra~u""e",~"l sont diminuees par rapport aux noyaux à entrefer localisé. Il y a ~ss~ "~"l deux ~dl~Ju,ies de poudres: les poudres de fer et de fer-carbonyle dont la perméabilité va de 5 a 250 environ et les poudres à base d'allia~es de fer-nickel dont la pt:""- ' :' ^ va de 14 à 55û environ.
Les pertes dans ces matériaux sont 15 à 2û fois plus fortes que celles des ferrites de puissance massifs dans les mêmes conditions de 20 fréquence d'induction el de température.
Par exemple, les meilleurs matériaux magnétiques ~;u~luusi~e5 du marché ont les ~dld~ ,liUUes suivantes (données catalogue fournisseur) pour des échantillons toriques de diamètre moyen égal à 10 mm à
température ambiante pour une induction de 3û mT à 1 MHz:
. fer-carbonyle: pertes supérieures à 1 5 Wlcm3 . fer-nickel: pertes supérieures à 2 Wlcm3 La présente invention propose un matbriau magnetique composite qui lorsqu'il est soumis à un champ magnétique présente à la fois des pertes et une p~""éduilile reduites pour des fréquences inférieures à
30 environ 1ûO MHz.
Ce matériau magnétique composite présente des pertes environ trois à cinq fois plus faibles que celles des matériaux ma~netiques uor"~.u~ s .lisuùl~iules sur le marché et une perméabilité environ 10 à 100 fois plus faible que les ferrites de lype spinelle à des fréquences inférieures à environ 100 MHz.

~ 1 8~9~
: 3 Plus ,ul é,,is~" ,~ , le ma~eriau mar~nétique composits selon l'invention comporte des particules magnétiques dispersées dans un liant dielectrique, ces particules étant des pl~qllPt~Ps en céramique ma3nétique polycristalline orientees de manière à ce que leurs faces p~ ipales soient sel l~iL~ I ,e"l parallèles au champ magnetique.
La céramique magnétique polycristalline est avantageusement un ferrite de type spinelle repondant à la formule MxZnyFe2+~O4 avec x+y+r, = 1 où M est un ion lI~dl l~dl lè:,e OU nickel.
Le liant est avanta~eusement une résine, fluide dans un premier 10 temps durcissant ensuite, telle qu'une résine époxyde, ~ é
polyimide ou à base acrylique.
Les plaquettes sont orientees en strates, separées par du liant.
Chaque strate peut ~u"".o~l~, plusieurs plaquettes separées par du liant formant un entrefer ou une seule plaquette.
Les pl~ ettPs d~Jdl 1~, Idr 11 à des strates voisines sont de ., er~, ~"c~ soit en quinconce soit en colonne.
Plusieurs formes de pl~q~l~tt~s sont envisageables, IlUIdllllllt:lll le carré, le tore ou la portion de tore. Le choix depend de la forme finale du noyau magnétique réalise avec le materiau ainsi obtenu.
La présente invention concerne aussi un procédé d'éldbuld~iull d'un tel materiau magnétique composite. Ce procédé comprend les etapes suivantes:
- la l ~dli ,d~iul l d'une poudre magnétique céramique;
- la réalisation, à partir de la poudre magnetique ceramique d'une barbotine de coulage;
- la découpe des pl~qll~tt~s dans une pellicule de la barbotine séchée;
- le fritta~e des plaquettes;
- I'éldbuldliull du matériau magnétique composite à partir des pl~qll~tt~s frittées, di:,p~,:,ées dans le liant et dont les faces ~n i"~ Jdles sont orientées par rapport au champ magnétique.
La barbotine de coulage peut etre obtenue en ",éldllgedlll la poudre céramique, au moins un liant, au moins un solvant et eventuellement un défloculent.

~8~
:~ 4 L'o~ ldliull des pl~qll~tt~s peut être manuelle. On peut empiler les pl~l lett~s les unes sur les autres puis les .,u",l., i" ,t:r pour les casser.
On peut les déposer les unes à côté des autres, strates par strates.
L'u,ie"ldlio,~ peut aussi se faire par vibration ou par un champ magnétique.
L'invention concerne aussi un noyau réalise avec un tel matériau magnétique composite ainsi qu'une inductance ou lld~aru~llldleur uu~ Jul ldl ll un tel noyau.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avanta3es d~J,UdldîllUIII a la lecture de la des-,,i,uliull qui suit donnee à titre d'exemple non limitatif et des figures annexées qui It~,ul~s~
- la figure 1 illustre l'evolution du pourcentage en oxygene de I'dllllua~ pendant la phase de l~rluidiaa~ lll du frittage des plaquettes;
- les figures 2a, 2b, 2c, 2d deux exemples d'un noyau selon l'invention en vue de dessus et en coupe réalisé à partir de plaquettes en forme de tore;
- les figures 3a, 3b un autre exemple d'un noyau selon l'invention 20 en vue de dessus et de face;
- les figures 4a, 4b, encore un exemple d'un noyau selon l'invention en vue de dessus et de face;
- les figurcs 5a, 5b l'évolution des pertes totales d'un noyau selon l'invention en fonction de la temperature et de l'induction respectivement à
300 kHz et à 1 MHz; (mesures réalisées en IdbUldlUilt!) - les figures 6a, 6b respectivement une inductance et un u~ dl~ur selon l'invention.
Le matériau ma~nétique composite selon l'invention comporte des plaquettes de ceramique magnétique polycristalline dia~,e, ~ées dans un 30 liant. Les faces p,i"~i~udles des plaquettes sont orientées s~llaiul~lll~lll pdl ~1~' lldlll au champ magnétique.
La céramique magnetique peut être un ferrite de type spinelle répondant à la formule MxZnyFe2+~ 04 avec x+y+r; = 1 où M est un ion I l Idl Iydl lèse ou nickel.

Lorsqu'ils sont massifs, ces ferrites ont une p~ '' comprise entre 500 et 3000.
Le procédé d'éld~uldlio,l du matériau magnétique composite, selon l'invention, permet de contrôler la forme des plaquettes et leur p~silio""~",~"l dans le composite de manière à contrôler sa pt"lll' ' "'' et ses pertes.
L'eldbuld~ioll des pl~q~l~t~Rs de céramique magnétique peut se faire par une technique classique d'éldl uldliUIl de ceramiques. Cette technique est utilisée nu~d"""~"l pour la rd~ dLio,l de substrats d'alumine, de boitier ou de c~lld~:llsdlt:lrs céramiques multicouches.
Après pesage, les matières premières l~éc~ssdilt,s à l'obtention de la céramique magnétique peuvent être ,ll~ldllg~es et broyees dans une jarre contenant des billes d'acier en phase aqueuse. Cette opération a pour but de melanger et de réduire la taille des grains des différents constituants de manière à les rendre plus réactifs. Le mélange est ensuite séché puis tamisé. La poudre ainsi obtenue peut être préfrittée dans un four de manière à obtenir la phase cristalline , t~ e. Cette opération est souvent d~l lul I 11 1 ,ee ~1 Idl I lUlld~e~
Un second broyage peut suivre le ~lldlllu~ld~ pour reduire les grains ayan~ grossi pendant l'opération de chamottage. Ce second broyage peut être fait dans les mêmes conditions que le premier broyage.
Une barbotine de coulage peut être obtenue en Ill~ldll~dlll la poudre rebroyée avec des liants organiques, des solvants et eventuellement un defloculent. Ce mélange peut se faire dans une jarre avec des billes d'acier à l'aide d'un agitateur mécanique. La barbotine après un repos pour laisser aux bulles d'air formées pendant l'agi~ation le temps de remonter est coulbe en bande sur un banc sur lequel coulisse une bande de mylar, par exemple, entraînée à vitesse constante. Le banc est recouvert d'un tunnel pour éviter un dépôt de poussiere et pour ralentir l'evaporation des solvants.
Un couteau maintenu parallèle à la bande de mylar par des vis ~iu~u~ iu,Lles forme une ouverture par laquelle passe la barbotine. Cette ouverture détermine l'epaisseur de la bande coulée. Après évaporation et sechage, la bande coulee peut être décollée et découpée à l'aide d'un emporte^pièces. Cette facilité d'obtenir des pi~ces ~ulll,ul~ s, des tores par
2 ~ 8593~
;~ 6 exemple, est très i~ ld~sd"~. L'usinage de ferrites massifs est lent et coûteux car il nécessite des outils didlI~a~ 5.
Ces pl~ tt~s peuvent être découpées en carrés, par exemple, de 2 mm x 2 mm ou de 4 mm x 4 mm ou de 7 mm x 7 mm. Des tores minces ou des portions de tores minces (huitième, quart, demi) peuvent aussi etre decoupés.
Après la decoupe, les pl~qllPttQs sont frittees pour assurer la cohesion des grains de poudre.
Le frittage se fait, IlU~dllllllt~ pour les ferrites Mn-Zn sous 10 pression partielle d'oxygène contrôlée afin de fixer le taux de Fer divalent dans les pl~ql ~Ptt~C
Dans une étape finale, les plaquettes sont orientées et i"co"uo,~es à un liant fluide, une résine de type Araldite par exemple, qui assure la cohésion mécanique du matériau composite aprbs d~ s~"
ExemPle de I ~ d~iUI I
Réalisation d'un materiau magnétique composite selon l'invention destiné d rul l-,liul "~er à des fréquences inférieures d environ 100 MH~.
. Les ~o" 1,UU5dl 1~::1 initiaux sont pesés:
193,37 9 de Fe23 95,75 9 de MnCO3 17,52 9 de ZnO
0,53 9 de TiO2 1000 ppm de CaO
Le broyage se fait avec des billes d'acier dans de l'eau Après broyage, le mélange est séché en étuve et tamisé à travers un tamis d'ouverture 400 ,um.
Le ~:lld",u~a~e se fait à 1100C avec un temps de palier sous air de 3 heures.
3rJ Le nouveau broyage s'effectue dans les mêmes conditions que le premier. Il est suivi d'un nouveau sechage et tamisage.
La barbotine de coulage est preparée avec:
- la poudre p, ~:Cd(it~l 11111~11~ obtenue;
- deux solvants: éthanol et ~l iul llul ~l ,ylène;

2 1 85 93~
.~ 7 - des liants organiques: polyéthylene-glycol, diéthyl-hexyle-phtalate et polyvinyl-butyral;
- un dëfloculent eventuel.
Ces constituants sont melangés et agités avec des billes d'acier pendant trois heures. Un repos d'environ une demie-heure précède le coulage.
Après séchage les pl~q~ ~ett~s sont découpées puis frittées.
Le frittage est assuré selon le cycle suivant:
- une montée en température a 600C en 12 heures sous air;
- une montée en température de 600C à 1220C en 6 heures;
- un palier à 1 220C pendant 1 heure 30;
- une descente en température de 1220C à 1200C avec ajustement du pourcentage d'oxygene à 2 6 % dans l'd~lllU~,~JIlUlt:l en 15 minutes;
- un palier à 1200C pendant 15 minutes avec le même pourcentage d'oxygène;
- un l~r,uidi~e",~"l de 100C par heure avec baisse du pourcentage d'oxygène suivant la loi Log(PO2) = f(1/T) ~,u,~s~:"l~e sur la figure 1. P02 est le pourcentage d'oxygène et T la température.
Après frittage I'epaisseur des plaquettes varie entre 100 um et 130 I~m.
La résine est versée avant ou après l'ul i~, lldLiul~ cela dépend de la méthode d'orientation utilisee.
L'uli~ldliull peut être manuelle. Cette méthode s'applique pour des plaquettes de plus grande dimension ~ulallllllt:lll les tores les portions de tore les carrés de 7 mm x 7 mm.
Les figures 2a 2b montrent un noyau torique en matériau magnetique conforme à l'invention. Il est rbalisé à partir de pl~ ttPs 10 en 30 forme de tore. On en empile plusieurs les unes sur les autres en strates.
L't:",pil~",e"l est placé dans un moule et le liant 20 de la résine de type epoxyde phénolique polyimide ou a base acrylique par exemple est versee.
Le liant 20 comble les espaces entre les ~irrdl ~ 5 strates.

21 8593~
. 8 Pour améliorer les p~lrO~ dln,t~S d'un tel noyau, il est possibie, après avoir empilé les pl~ lett~s 10 de les ~,u~ l de manière a les casser en morceaux 1. Il est préférable, au préalable, de suliddli~l les pl~ql l~ttQs 10 a l'aide par exemple de ruban adhésif double face. Le liant est ajouté ensuite. La figure 2c est une vue de dessus d'un noyau torique obtenu avec cette méthode et la figure 2d en est une coupe. Les lilT~Iulllt!s strates portent la référence 2. Le liant vient combler les espaces d'une part entre les morceaux 1 cassés d'un même tore et d'autre part entre les l u"Lt:s strates 2 de tores.
Les morceaux 1 sont alors separés par des entrefers 3 en résine.
Deux strates 2 sont aussi séparees par une couche 4 de résine.
Le liant est fluide dans un premier temps, et durcit ensuite.
Les figures 3a, 3b ,t,~ "~"l une variante d'un noyau torique selon l'invention. Il est obtenu à partir de pl~qll~tt~s carrées 5. Elles sont di;.pù~ées strate par strate les unes à côté des autres à plat en couronne en ~ella~edlll un espace 6 ou en~refer entre elles. Les plaquettes de deux strates voisines sont en quinconce.
Les figures 4a, 4b montrent encore une variante d'un noyau torique selon l'invention. Les plaquettes 7 sont des huitièmes de tore. Elles 20 sont disposées strate par strate les unes a côté des autres à plat, en couronne en Ill~lla~tldlll un espace ou entrefer entre elles. Les plaquettes 7 de deux strates voisines coincident, elles forment des colonnes. Elles auraient pu être disposées *I~nlelll~ en quinconce comme sur les figures 3a, 3b.
Au lieu d'effectuer l'orientation des plaquettes manuellement, il est possible de le faire par vibration à l'aide d'une spatule vibrante par exemple. Cette méthode utilisable pour une d~J,olicd~iull industrielle convient a des pl~ql l~ttPC plus petites.
Une autre méthode utilisable pour une ~ " ., industrielle et 30 convenant à des plaquettes de petite taille est l'orientation magnétique. Elle conduit à une meilleure précision que l'ul it~ dliUI, par vibration.
Les pl~gllQttPc sont placees dans un récipient lldll::.,Udlt~ fermé
par un bouchon troué. Le recipient est placé dans l'entrefer d'un IUdillldlll. Un champ magnétique est crée dans l'entrefer. En faisant tourner le récipient sur lui-même dans le champ magnétique, les pl~q~let~s -- 2 ~
. g se disposent régulièrement en plusieurs strates et le controle visuel est aisé.
La position des r~laquettes peut etre figée en enfonçant le bouchon pour maintenir les sttates en contact.
Dans ces deux demières methodes, le liant peut être ajouté avant ou après l'u, i~ liul~.
Suivant les fréquences d'utilisation et la pe,l"'~L:';'' apparente désirée du matériau magnétique composite, on choisit un ferrite massif optimisé en fréquence et on détermine les d;"":":,iu,~s des entrefers entre pl~ tt~
Des mesures de pertes totales par unité de volume d'un noyau selon l'invention en matériau magnétique composite en fonction de la température et de l'induction sont cul ,si~"e~s sur les diagrammes des figures 5a et 5b. Ces mesures sont faites pour un tore à plaquettes en ferrite MnZn à une frequence de 30û kHz pour la figure 5a et à une frequence de 1MHz pour la figure 5b. Dans les deux cas, le taux de charge volumique des plr~q~lett~s magnetiques est de 42 %.
On observe des pertes tres faibles sur une large gamme de température, et ces pertes sont compatibles avec la majorité des ~u~Jl;~iù~s des convertisseurs. Les noyaux magnétiques ,ul~s~ llt en 20 plus une grande stabilité en température comme l'illustre les ~igures 5a, 5b. Dans les memes conditions, à 1 MHz, les pertes d'un tore composite fer-carbonyle a 30 mT s'elèvent a au moins 2,5 W/cm3 à 80C.
Un noyau selon l'invention a des pertes egales à 0,5 W/cm3 comme l'illustre la figure 5b, d'ou un gain d'un facteur 5.
Les tableaux suivants CU115i~ les valeurs des pertes totales par unité de volume ~W/cm3) en fonction de l'induction B, à 1 MHz pour dirr~, ~"les variantes de noyaux toriques selon l'invention.
tt~s 4 mm x 4 mm en quinconce * taux de charge volumique compris entre 21 et 29 %
~perméabilité 17 -- ~q ~3~

Pertes totales à
t = 30C T = 60C T = 80C T = 1 00C
B = 10 mT 0,13 0,16 0,16 0,16 B = 20 mT 0,66 0,66 0,8 0,9 B = 30 mT 2,2 2,3 2,35 Z,5 tt~s 4 mm x 4 mm en colonnes taux de charge volumique compris entre 18 et 25 %
~p~llll~dl~li'' 17 T = 30C
Pertes totales B=10mT 0l48 B = 20 mT 3,1 - plaquettes 7 mm x 7 mm en quinconce taux de charge compris entre 28 et 40 %
perméabilite 60 T = 60C
Pertes totales B=10mT 0,1 B = 20 mT 0,98 - Plaauettes 2 mm x 2 mm orientées sous chamrJ maqnétique ~ taux de charge volumique compris entre 30 et 42 %
p~ ;l;t~ 40 T = 60C

t~ 2lsss3a Pertes totales
3 ~ 10 mT 0,05 B ~ 20 mT 0,19 B=30mT 0,57 B ~ 40 mT 1,36 - Pl~n-l~tt~s en 118 de tore. 8 strates * taux de charge volumique compris entre 39 et 55 %
* yt~ '; 60 * T = 60C
Pertes totales B=10mT 0,09 B = 20 mT 0,45 : B=30mT 1,2 10 - plaquettes en tore 12 strates * taux de charge volumique compris entre 59 et 83 %
p~l " ~ 60 * T = 60C
Pertes totales B = 10 mT 0,02 B=20mT 0,18 B=30mT 0,51 B=40mT 1 07 - Plaquettes en tore emPilées cassees imPréqnées * taux de charge volumique compris entre 40 et 56 %
* pe, ~ 'i 60 2 1 8~930 T = 60C
Pertes totales B=10mT 0,05 B=20mT 0,2 B = 30 mT 0,58 B = 40 mT 1,4 Les figures 6a, 6b montrent de manière s~l,é",d~ Je une inductance et un ~I dl larul I I ,dl~ur selon l'invention.
L'inductance de la figure 6a comporte un noyau torique en matériau magnétique composite selon l'invention. Ce noyau est formé de plaquettes 70 en quarts de tore di~,u~aées dans le liant dielectrique. Il y a plusieurs strates séparées par le liant et chaque strate comporte quatre rJ plaquettes 70 separées par un entrefer 71. Autour du noyau se trouve un bobinage 72. Le champ magnetique H s'~ldbli~sdll~ dans le noyau est , Illdli~ 8 par le cercle en traits pointillés.
Le lldll~rulllldl~ur de la figure 6b comporte un noyau en E à
jambes rectangulaires dont une centrale 760 et deux extrêmes 761, en matériau magnetique composite selon l'invention. Ce noyau comporte des plaquettes carrées 73 noyees dans le liant. Deux bobinages 74, 75 autour des jambes extremes 761 contribuent à former le primaire et le S~,UI nldil~l du lldl~arulllldl~ur. Les deux bubi~layds auraient pu être autour de la jambe centrale 760. Le champ magnétique H S'éld~ Sdl 1I dans le noyau est 20 Illdl~lidlisé par les pointilles. Les faces ~,,i"~il,dles des plaquettes sontst~llail,lt:",e,l~ parallèles au champ magnétique H.
Les noyaux selon l'invention ont été ,~,,és~"l~s en tore ou en E
mais l'invention n'est pas limitee à ces types. Elle s'applique aux autres types en U, en pots etc...

Claims (19)

1. Matériau magnétique composite présentant des pertes et une perméabilité réduites lorsqu'il est soumis a un champ magnétique à des fréquences inférieures à environ 100 MHz, comportant des plaquettes magnétiques polycristallines (5) en céramique dispersées dans un liant (6) diélectrique, orientées de manière à ce que leurs faces principales soient sensiblement parallèles au champ magnétique, caractérisé en ce que les plaquettes sont sans contact les unes avec les autres.
2. Matériau magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la céramique magnétique polycristalline est un ferrite de type spinelle répondant à la formule MxZnyFe2+.epsilon.O4 avec x+y+.epsilon. = 1, où M est un ion manganèse ou nickel.
3. Matériau magnétique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le liant est une résine époxyde, phénolique, polyimide ou à base acrylique.
4. Matériau magnétique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs strates (2) formées d'une ou plusieurs plaquettes (10), ces strates (2) étant séparées par du liant (20).
5. Matériau magnétique selon la revendication 4, caractérisé en ce que, lorsqu'une strate comporte plusieurs plaquettes (5), elles sont séparées par du liant constituant un entrefer (6).
6. Matériau magnétique selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les plaquettes (5) appartenant à des strates voisines sont en quinconce.
7. Matériau magnétique selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les plaquettes (7) appartenant à des strates voisines sont en colonne.
8. Matériau magnétique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les plaquettes sont des carrés, des tores ou des portions de tore.
9. Matériau magnétique selon la revendication 8, caractérisé en ce que les plaquettes (10) sont cassées en morceaux (1).
10. Procédé d'élaboration du matériau magnétique composite selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - la réalisation d'une poudre magnétique céramique;
- la réalisation, à partir de la poudre magnétique céramique d'une barbotine de coulage;
- la découpe des plaquettes dans une pellicule de la barbotine séchée;
- le frittage des plaquettes;
- l'élaboration du matériau magnétique composite à partir des plaquettes frittées dispersées dans le liant et dont les faces principales sont orientées par rapport au champ magnétique.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la barbotine de coulage est obtenue en mélangeant la poudre céramique, au moins un liant, au moins un solvant et éventuellement un défloculent.
12. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé
en ce que l'orientation, des plaquettes est manuelle.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les plaquettes sont empilées les unes sur les autres puis comprimées pour les casser.
14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les plaquettes sont déposées les unes à côté des autres, strates par strates.
15. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé
en ce que les plaquettes sont orientées par vibration.
16. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé
en ce que les plaquettes sont orientées par un champ magnétique.
17. Noyau magnétique caractérisé en ce qu'il est réalisé dans un matériau magnétique selon l'une des revendications 1 à 9.
18. Inductance caractérisée en ce qu'elle comporte un noyau selon la revendication 17.
19. Transformateur caractérisé en ce qu'il comporte un noyau selon la revendication 17.
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