CS245165B1 - Amorfný kovový magnetický materiál - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká amorfného kovového magnetického materiálu vo formě pásky, připraveného extrémně rýchlym ochladzovaním na rotujúcom kovovom kotúči, ktorý je jednostranné alebo oboj stranně opatřený elektrotechnickými povlakmi. Podstatou riešenia je, že povrch pásky tvoriaci sa na straně kovového rotujúceho kotúča je opatřený elektrotechnickým povlakom s oxidačnými vlastnosťami a povrch pásky vytvořený na odvrátenej straně od rotujúceho kovového kotúča je opatřený povlakom s redukčnými vlastnosťami alebo povlakom získavajúcim redukčně vlastnosti v procese vytvárania, v porovnaní s elektrotechnickým povlakom naneseným na opačnéj straně. Druhá vrstva je tvořená elektrotechnickým povlakom na báze boritanov. Tieto materiály možno využit na výrobu torroidných a transformátorových jadier.

Description

Vynález sa týká amorfných kovových magnetických materiálov, připravených extrémně rýchlym ochladzovanim na rotujúcom kovovom kotúči jednostranné alebo obojstranne opatřených elektrotechnickými povlakmi.

Amorfně kovové feromagnetiká v súčasnosti predstavujú poslednú generáciu kovových feromagnetík slúžiacich ku transformácii a přenosu elektrickéj energie, vyznačujúcich sa širokou škálou regulovatelných magnetických vlastností, v dósledku čoho nachádzajú stále širšie aplikácie v elektrotechnickej praxi, a to predovšetkým tle, ktoré sa vyrábajú v tvare pásky, v súčasnosti širokej už niekolko desiatok cm, dlhej niekolko stoviek m a hruběj niekolko desiatok m a ktoré sa obyčajne pripravujú extrémně rýchlym ochladzovanim na rotujúcom kovovom kotúči.

Uvedený sposob výroby týchto materiálov má však za následok nerovnoměrné rozloženie jednotlivých prvkov tak na straně povrchu pásky, ktorý sa tvoří v bezprostrednom styku s rotujúcim kovovým kotúčom, ako aj na straně odvrátenej od rotujúceho kovového kotúča, čo v podstatnej miere ovplyvňuje merané magnetické vlastnosti týchto materiálov

Je známe, že hrúbka povrchovej vrstvy, limitujúca magnetické vlastnosti kovového foromagnetika, sa pohybuje od 5 do 500 A°. Pri štúdiu chemického zloženia povrchov amorfných kovových pások, ktoré boli připravené extrémně rýchlym ochladzovanim na rotujúcom kovovom kotúči metodou Augerovej elektrónovej spektroskopie sa ukázalo, že na povrchu a smerom do vnútra amorfnej kovověj pásky, nachádzajú sa segregované zóny jednotlivých prvkov. Pri štúdiu postupného odleptávania povrchov amorfných kovových pások agresívnymi rozpúšťadlami potenciometrickou metodou bolo zistené, že na povrchu amorfných kovových pások sa nachádzajú tak segregované zóny niektorých prvkov, ako aj oxidované zóny, rozdielnej hrůbky a zloženia na povrchu pásky vytvorenej na straně rotujúceho kovového kotúča a na povrchu tej istej amorfnej pásky vytvorenej na obrátenej straně od rotujúceho kovového kotúča.

Tieto oxidické vrstvy a segragované zóny, vytvárajúce sa na povrchu amorfného kovového feromagnetika v procese jeho výroby extrémně rýchlym ochladzovanim na rotujúcom kovovom kotúči, vytvárajú na jeho povrchu potenciálovú bariéru, ktorej šířka a hlbka sú podmienené technologickými parametrami výroby amorfného kovového feromagnetika a tvrdost, t.j. odolnost proti vonkajším vplyvom, teda aj vplyvom nanášacích roztokov a tepelného spracovania, je limitovaná najma kvalitatívnym zložením a kvantitativným zastúpením jednotlivých prvkov v základnom kovovom feromagnetiku.

Cielom elektrotechnických povlakov z hladiska stimulovania magnetických vlastností kovových feromagnetík, je upravit vlastnosti spomínanej potenciálnej bariéry tak, aby táto tvořila čo najmenšiu překážku pri interrakcii elektromagnetického póla so základným kovovým feromagnetikom.

Skutočnosť, že povrch amorfnej kovověj pásky pripravenej extrémně rýchlym ochladzovanim na rotujúcom kovovom kotúči vytvořený na straně rotujúceho kovového kotúča, má iné chemické zloženie a teda aj iné fyzikálno-chemícké vlastnosti ako povrch tej istej amorfnej kovověj pásky vytvořený na straně odvrátenej od rotujúceho kovového kotúča, připadne že už spomínanú potenciálovú bariéru na povrchu amorfného kovového feromagnetika, hoci už aj pokrytého elektrotechnickým povlakom, je možné ďalej ovplyvnit, pričom sa do úvahy berie reakčno-kinetický charakter látok o vhodných fyzikálno chemických vlastnostiach vznikajúcich na rozhraní elektrotechnický povlak - kovové feromagnetikum.

Povrch vytvořený v procese výroby amorfnej kovověj pásky na straně rotujúceho kovového kotúča má rozdielne fyzikálno-chemické vlastnosti v porovnaní s povrchom vytvořeným na straně odvrátenej od rotujúceho kovového kotúča v procese výroby amorfnej kovověj pásky.

Uvedené nedostatky sú odstránené amorfnými kovovými magnetickými materiálmi připravenými extrémně rýchlym ochladzovaním na rotujúcom kovovom kotúči, jednostranné alebo obojstranne opatřenými elektrotechnickými povlakmi, ktorých podstatou je, že povrch amorfného kovového magnetického materiálu je opatřený jednou až dvomi vrstvami elektrotechnického povlaku, pričom prvá vrstva na povrchu pásky tvoriacom sa na straně kovového rotujúceho kotúča je tvořená elektrotechnickým povlakom s oxidačnými vlastnosťami alebo získavajúcim oxidačně vlastnosti v procese vytvárania a prvá vrstva na povrchu pásky vytvorenom na straně odvrátenej od rotujúceho kovového kotúča je tvořená povlakom s redukčnými vlastnosťami alebo povlakom získavajúcom redukčně vlastnosti v procese vytvárania v porovnaní s elektrotechnickým povlakom naneseným na opačnej straně a druhá vrstva na obidvoch stranách pásky je tvořená elektrotechnickým povlakom na báze boritanov.

Účinnost elektrotechnických povlakov na stimulovanie magnetických vlastností amorfných kovových feromagnetík připravených extrémně rýchlym ochladzovaním bude tým váčšia, čím bol váčší rozdiel vo fyzikálno-chemických vlastnostiach povrchu amorfnej kovověj látky pripravenej extrémně rýchlym ochladzovaním na rotujúcom kovovom kotúči vytvorenom na straně rotujúceho kovového kotúča a porovnaní s povrchom vytvorenom na straně odvrátenej od rotujúceho kovového kotúča tej istej amorfnej pásky, alebo čím sa vhodnejšie upravia podmienky interakcie elektromagnetického póla s kovovým feromagnetickým vzhladom na potenciálovú bariéru nachád2ajúcu sa na povrchu kovového feromagnetika.

Limitujúci krok sa realizuje ako heterogénna katalýza prebiehajúca vo velmi tenkých povrchových vrstvách kovového feromagnetika pri relativné vysokých teplotách a krátkých časoch vypalovania, kde už dóležitú úlohu hrajú konkurenčně reakcie, včítane segregačných procesov v technolog!ckom procese přípravy elektrotechnických povlakov vznikajú chemické zlúčeniny o vhodných fyzikálno-chemických vlastnostiach, ktoré mimo iných vplyvov<znižujú premagnetizačné straty v kovových feromagnetikách a ktoré posobia tak, že upravujú potenciálovú .bariéru vytvorenú na povrchu kovového feromagnetika v procese jeho výroby tak, aby táto tvořila čo najrt-.enšiu překážku pri interakcii elektromagnetického póla so základným kovovým feromagnetikom.

Elektrický odpor elektrotechnických povlakov je závislý od chemického zloženia a hrůbky elektrotechnického povlaku. V případe nanášania borátových nanášacích roztokov móže sa pohybovat od niekolkých Λ do 10 í. . V případe nanášania dihydrofosforečnanových nanášacích roztokov móže byt aj vSčší ako ΙΟ¹¹!? . Pri jeho meraní medzi dvoma kovovými elektrodami přiloženými k povrchu pásky pokrytej povlakom, vzdialenými 1,5 cm, vzdlalenosť kovových elektrod nie je limitujúca vzhladom na malú hrůbku elektrotechnických povlakov.

Predmet vynálezu je popísaný v nasledujúcich príkladoch.

Příklad 1

Povrch kovového materiálu sa zbavil ostrých hrotov ich zaoblením válcováním medzi kovovými valcami, odmastil sa v acetone a na povrch vytvořený na straně rotujúceho kovového kotúča naniesla sa zmes pozostávajúca z 1 hmot. dielu kyseliny boritej a 2 hmot. dielov štvorboritanu sodného vo vodě s prídavkom 1 hmot. dielu priemyselného tenzidu na báze dusíkatých etylénoxidových kondenzátov s trietanolamínom, 1 hmot. diel nitrometánu, 0,5 hmot. dielu kyseliny dusičnej a 40 hmot. dielov acetonu a na povrch vytvořený na straně odvrátenej od rotujúceho kovového kotúča naniesla sa zmes pozostávajúca z 2 hmot. dielov kyseliny boritej a 1 hmot. dielu štvorboritanu lítneho vo vodě s prídavkom 1 hmot. dielu priemyselného tenzidu na báze alkylbenzénsulfonátov, 1 hmot. dielu formaldehydu, 0,5 hmot. dielu síranu sodného a 40 hmot. dielov metanolu. Potom sa materiál dvojfázovo vypaloval pri teplote 200 C° 5 minút a pri teplote 350 C° 2 minúty.

Příklad 2

Povrch kovového materiálu sa zbaví ostrých hrotov leh zbrúsením medzi kovovými valcaml odmastí sa v acetone a na povrch vytvořený na straně rotujúceho kovového kotúča naniesla sa zmes pozostávajúoa z 1 hmot. dielu kyseliny o-fosforečnej a 50 hmot. dielov dihydrofosforečnanu zinočnatého vo vodě s prídavkom 0,5 hmot. dielu priemyselného tenzidu na báze sodných solí organického fosfátového esteru, 0,5 hmot. dielu kyseliny dusičnej, 2 hmot. dielov nitrometánu a 40 hmot. dielov acetonu a na povrch vytvořený na straně odvrátenej od rotujúceho kovového kotúča naniesla sa zmes pozostávajúca z 3 hmot. dielov kyseliny o-fosforečnej a 1 hmot. dielu dihydrofosforečnanu hlinitého vo vodě, s prídavkom 0,5 hmot. dielov priemyselného tenzidu na báze alkylbenzénsulfonátov 0,7 hmot. dielu kyseliny sírovej a 2 hmot. dielov acetaldehydu a 40 hmot. dielov metylalkoholu. Potom sa materiál dvojfázovo vypaloval pri teplote 280 °C 5 minút, pri teplote 360 °C 2 min.

Příklad 3

Povrch kovového materiálu sa zbavil ostrých hrotov medzi kovovými kotúčml, odmastil sa v n-propylalkohole a na povrch vytvořený na straně valca naniesla sa zmes pozostávajúca z 1 hmot. dielu kyseliny boritej a 15 hmot. dielov štvorboritanu lítneho vo vodě s prídavkom hmot. dielu priemyselného tenzidu na báze dusíkatých etylénoxidových kondenzátov s trietanolamínom, 3 hmot. dielov nitrometánu, 0,8 hmot. dielov komplexónu III, 0,4 hmot. dielov Gd /111/ iónov vo formě dusičnanu gadolinitého a 50 hmot. dielov n-propylalkoholu a na povrch vytvořený na straně odvrátenej od rotujúceho kovového kotúča naniesla sa zmes pozostávajúca zo 4 hmot. dielov kyseliny o-fosforečnej a 5 hmot. dielov dihydrofosforečnanu draselného vo vodě s prídavkom 0,5 hmot. dielov priemyselného tenzidu na báze adičných produktov propylénoxidu na tioly, 0,5 hmot. dielov formaldehydu, 1 hmot. dielu octanu hlinitého, 0,005 hmot. dielov chloridu železnatého vsťahované na hmotnost železnatých iónov a hmotnost celého roztoku pri teplote 240 °C a pri teplote 320 °C, doba vypalovania bola vždy rovnaká 5 minút.

Příklad 4

Povrch kovového materiálu sa zbavil ostrých hrotov ich zaoblením válcováním medzi kovovými valcami, odmastil sa v metylalkohole a naniesla sa naň zmes pozostávajúca z 3 hmot. dielov kyseliny o-fosforečnej a I hmot. dielu dihydrofosforečnanu lítneho vo vodě s prídavkom hmot. dielov priemyselného tenzidu na báze sodných solí organických fosfátových esterov a 50 hmot. dielov metylalkoholu. Materiál sa vypaloval jednofázovo pri teplote 240 °C po dobu 5 minút. Na vytvořený elektrotechnický povlak sa opat naniesla zmes pozostávajúca z 0,2 hmot. dielov kyseliny boritej a 2 hmot. dielov štvorboritanu lítneho vo vodě s prídavkom 0,5 hmot. dielov priemyselného tenzidu na báze propýlénoxidu a etylénoxidu, 3 hmot. dielov nitrometánu, 0,6 hmot. dielov chromanu sodného a 50 hmot. dielov etylalkoholu. Potom sa materiál znovu vypaloval dvojfázovo pri teplote 240 °c a pri teplote 360 °c, doba vypalovania bola vždy rovnaká 5 minút.

Příklad 5

Povrch kovového materiálu sa zbavil ostrých hrotov ich válcováním medzi kovovými valcami, potom sa odmastil v acetone a naniesla sa naň zmes pozostávajúca z 1 hmot. dielu kyseliny o-fosforečnej a 10 hmot. dielov dihydrofosforečnanu lítneho vo vodě s prídavkom 2 hmot. dielov tenzidu na báze benzénsulfonátov, 2 hmot. dielov nitrometánu, 0,5 hmot. dielov komplexónu III, 0,5 hmot. dielov chloridu manganatého po přepočítaní na manganité ióny a 30 hmot. dielov metylalkoholu. Materiál sa vypaloval jednofázovo pri teplote 300 °C, 5 mintít. Na vytvořený elektrotechnický povlák sa opat naniesla zmes pozostávajúca z 1 hmot. dielu kyseliny obritej a 15 hmot. dielov štvorboritanu lítneho vo vodě s prídavkom 1 hmot. dielu priemyselného tenzidu na báze dusíkatých etylénoxidných kondenzátov s trietanolamínom, 0,5 hmot. dielov formaldehydu a 50 hmot. dielov acetonu. Potom sa materiál vypaloval jednofázovo pri teplote 360 °C 4 Πΐί~ núty.

Amorfní kovové magnetické materiály podlá vynálezu vykazujú zníženie premagnetizačných strát o 7 * vo vzorkách o chemickom zložení Fe_in.-x^Bx, Fe„_B_inSi„, Fe.„Ni.„B„„, Fe„„Ni.„B„„, 1UU o2 12 6 4U 40 20 60 40 20 ó^Co86^Fe5^Cr9^//78^SÍ8^Bl4 ^{a Co}58^Fe6^Nl10^Si10^B6·

Premagnetizačné straty sa merali pri ich striedavom premagnetovávaní elektromagnetickým polom o frekvencii 50, 145 a 190 Hz.

Claims (1)

1. Amorfný kovový magnetický materiál vo formě pásky připravený extrémně rýchlym ochladzovaním na rotujúcom kovovom kotúči, jednostranné alebo oboj stranně opatřený elektrotechnickými povlakmi na báze boritanov a/alebo fosforečnanov vhodný pre výrobu torroidných alebo transformátorových jadier, vyznačujúci sa tým, že povrch amorfného.kovového magnetického materiálu je opatřený jednou až dvomi vrstvami elektrotechnického povlaku, pričom prvá vrstva na povrchu pásky tvoriacom sa na straně kovového rotujúceho kotúča je tvořená elektrotechnickým povlakom s oxidačnými vlastnosúami alebo získavajúcim oxidačně vlastnosti v procese vytvárania a prvá vrstva na povrchu pásky vytvorenom na straně odvrátenej od rotujúceho kovového kotúča je tvořená povlakom s redukčnými vlastnosťami alebo povlakom získavajúcim redukčně vlastnosti v procese vytvárania v porovnaní s elektrotechnickým povlakom naneseným na opačnej straně a druhá vrstva na obidvoch stranách pásky je tvořená elektrotechnickým povlakom na báze boritanov.