PL245562B1 - Kompozyt magnetycznie miękki do zastosowań na dławiki kompensacyjne - Google Patents
Kompozyt magnetycznie miękki do zastosowań na dławiki kompensacyjne Download PDFInfo
- Publication number
- PL245562B1 PL245562B1 PL437352A PL43735221A PL245562B1 PL 245562 B1 PL245562 B1 PL 245562B1 PL 437352 A PL437352 A PL 437352A PL 43735221 A PL43735221 A PL 43735221A PL 245562 B1 PL245562 B1 PL 245562B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- soft magnetic
- sub
- chokes
- composite
- powder
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000007709 nanocrystallization Methods 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001595 flow curve Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
- C08L27/08—Homopolymers or copolymers of vinylidene chloride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets 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
- H01F1/14—Magnets 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 metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets 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
- H01F1/14—Magnets 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 metals or alloys
- H01F1/20—Magnets 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 metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich, przeznaczony na dławiki kompensacyjne, zawierający polimer termoplastyczny i proszek o właściwościach magnetycznie miękkich charakteryzuje się tym, że proszek magnetycznie miękki stanowi Fe<sub>80.3</sub>Co<sub>5</sub>Cu<sub>0.7</sub>B<sub>14</sub> [% at.] w ilości do 95% składu a polimerem jest polifluorek winylidenu.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest materiał kompozytowy magnetycznie miękki do zastosowań na dławiki kompensacyjne.
Materiały magnetycznie miękkie swoje właściwości magnetyczne zawdzięczają obecności pierwiastków ferromagnetycznych takich jak Fe, Co i Ni, natomiast zdolność do zeszklenia uzyskujemy poprzez odpowiednie ilości metaloidów B, Si czy dodatków niemetali C, P. Kontrola procesu nanokrystalizacji możliwa jest poprzez dodanie do stopu o określonej ilości takich pierwiastków jak Cu, Nb czy Mo. Kinetyka procesu nanokrystalizacji a także właściwości magnetycznych zależy zatem silnie od składu chemicznego stopu. W zależności od składu chemicznego optymalne właściwości magnetyczne otrzymywane są w materiale o odprężonej strukturze amorficznej bądź nanokrystalicznej. Proces ten realizowany jest poprzez odpowiednią obróbkę cieplną takiego materiału, która determinuje jego właściwości magnetyczne. Metoda odlewania ciekłego stopu na wirującym bębnie (tzw. metoda melt-spinning) jest najpopularniejszą metodą wytwarzania szkieł metalicznych w postaci taśm o grubości mikrometrycznej. Z uzyskiwanych taśm formowane są rdzenie, które po odpowiednim przygotowaniu i obróbce wykańczającej mają zastosowanie w elektronice i energoelektronice jako gotowe elementy bierne. W celu uzyskania odpowiedniej charakterystyki zależności indukcji magnetycznej w funkcji przyłożonego natężenia pola magnetycznego (pętla histerezy magnetycznej) możliwa jest obróbka cieplna bez pola magnetycznego lub w jego obecności. Przy czym w zależności od kierunku linii natężenia pola magnetycznego możemy mieć do czynienia z polem poprzecznym bądź podłużnym w stosunku do kierunku zwijania taśmy rdzenia. Wpływ na charakter krzywej funkcji indukcji magnetycznej od przyłożonego pola można również uzyskać poprzez przygotowanie rdzenia kompozytowego tzw. z „rozproszoną szczeliną”, gdzie osnową jest lepiszcze (żywica, wosk, polimer itd.), natomiast jej wypełnieniem materiał magnetyczny w postaci proszku o odpowiednich właściwościach magnetycznych. Odpowiedni dobór osnowy oraz wypełnienia jest zatem kluczowy pod kątem możliwości jego zastosowania jako rdzenie dławików kompensacyjnych. Do tego zastosowania wymagana jest liniowa zależność indukcji magnetycznej w funkcji natężenia pola magnetycznego bez jego nasycenia w możliwie maksymalnym zakresie przyłożonego pola magnetycznego. Uzyskujemy to albo poprzez bardzo mocne nachylenie pętli histerezy albo poprzez nachylenie pętli z jednoczesnym zastosowaniem materiału o bardzo wysokiej indukcji magnetycznej.
Polifluorek winylidenu (PVDF - PolyVinyliDene Fluoride) jest jednym z termoplastycznych, polikrystalicznych i wysoce niereaktywnych chemicznie polimerów wykazujących właściwości piezoelektryczne nadającym się na osnowę funkcjonalnych materiałów kompozytowych o własnościach multiferroicznych ze zbrojeniem materiału magnetycznego w postaci warstw czy cząstek. Materiały te mają już liczne zastosowania, między innymi na sensory magnetyczne czy elektryczne [Xu, C.; Ouyang, C; Jia, R.; Li, Y.; Wang, X. J Appl Polym Sci 2009, 111, 1763., Slama, J.; Dosoudil, R.; Vicen, R.; Gruskova, A.; Olah, V.; Hudec, I.; Usak, E. J Magn Magn Mater 2003, 254,195.]. W przypadku proszkowych materiałów magnetycznie miękkich pozwoli to na wykorzystanie tego polimeru jako lepiszcza proszku magnetycznie miękkiego i jednocześnie osnowy kompozytu multiferroicznego.
Istotą wynalazku jest kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich, przeznaczony na dławiki kompensacyjne, zawierający polimer termoplastyczny i proszek o właściwościach magnetycznie miękkich charakteryzujący się tym, że proszek magnetycznie miękki stanowi Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% at.] w ilości do 95% składu a polimerem jest polifluorek winylidenu.
Rozwiązanie według wynalazku z proszkiem o składzie Fe80.3Co5Cu0.7B14 o wysokiej indukcji magnetycznej w obecności termoplastycznego polimeru PVDF pozwala uzyskać kompozyt z którego wytworzony rdzeń nie ulega wysyceniu w obecności pola magnetycznego o natężeniu do ok. 270 kA/m. Wykonano charakteryzacje materiałów osnowy, zbrojenia oraz wytworzonego kompozytu. Krzywe przepływu ciepła osnowy PVDF, zbrojenia Fe80.3Co5Cu0.7B14 w postaci taśm po odlaniu metodą melt-spinning oraz kompozytu PVDF+Fe80.3Co5Cu0.7B14 pokazano na Figurze 1, dyfraktogramy rentgenowskie zebrano na Figurze 2, natomiast krzywą pierwotną magne sowania wytworzonego kompozytu w postaci rdzenia toroidalnego do zastosowania na dławiki kompensacyjne przedstawiono na Figurze 3.
Wynalazek ilustruje poniższy przykład wykonania, niestanowiący jego ograniczenia:
1. Wytworzenie proszku magnetycznie miękkiego o składzie chemicznym Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% at.]:
a) wytworzenie amorficznej taśmy za pomocą metody melt-spinning o składzie chemicznym Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% at.].
b) obróbka cieplna taśmy amorficznej w postaci zwiniętych rdzeni toroidalnych w temperaturze 310°C w czasie 20 minut.
c) zmielenie obrobionej cieplnie taśmy za pomocą wysokoenergetycznego mielenia (350 obr./min) w młynie kulowym.
d) odsianie frakcji 20-50 μm.
2. Połączenie polimeru PVDF z wytworzonym proszkiem wg pkt 1:
a) do wytworzonego proszku w ilości 20 gramów dodano 2 gramy polimeru PVDF w postaci proszku i mieszano za pomocą wysokoenergetycznego mielenia w młynie kulowym: czas mieszania wynosił 1 godzina, obroty mielenia 350 obr./min.
3. Wytworzenie kompozytu w postaci rdzenia:
a) mieszaninę wytworzoną wg pkt 2 umieszczono w matrycy i sprasowano pod ciśnieniem 10 MPa w celu uformowania rdzenia toroidalnego o wymiarach: średnica zewnętrzna 30 mm, średnica wewnętrzna 20 mm, wysokość 6.5 mm.
b) otrzymany rdzeń toroidalny wraz z matrycą wygrzano w temperaturze 170°C przez 5 godzin w celu konsolidacji rdzenia powyżej temperatury topnienia polimeru PVDF.
c) Usunięcie uformowanego kompozytowego rdzenia z matrycy.
Claims (1)
1. Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich, przeznaczony na dławiki kompensacyjne, zawierający polimer termoplastyczny i proszek o właściwościach magnetycznie miękkich, znamienny tym, że proszek magnetycznie miękki stanowi Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% at.] w ilości do 95% składu a polimerem jest polifluorek winylidenu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL437352A PL245562B1 (pl) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Kompozyt magnetycznie miękki do zastosowań na dławiki kompensacyjne |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL437352A PL245562B1 (pl) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Kompozyt magnetycznie miękki do zastosowań na dławiki kompensacyjne |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL437352A1 PL437352A1 (pl) | 2022-09-26 |
| PL245562B1 true PL245562B1 (pl) | 2024-09-02 |
Family
ID=83724248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL437352A PL245562B1 (pl) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Kompozyt magnetycznie miękki do zastosowań na dławiki kompensacyjne |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL245562B1 (pl) |
-
2021
- 2021-03-19 PL PL437352A patent/PL245562B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL437352A1 (pl) | 2022-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE10128004A1 (de) | Induktives Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE102007004835A1 (de) | Amorphe weichmagnetische Legierung und diese verwendendes Induktions-Bauteil | |
| JP2008063652A (ja) | 圧粉磁心および圧粉磁心用の鉄基粉末 | |
| KR0149901B1 (ko) | 철계 영구자석 및 그 제조방법과 영구 본드자석용 철계 영구자석 합금 분말 및 철계 본드자석 | |
| DE69819953T2 (de) | Auf Fe basierte hartmagnetische Legierung mit einer supergekühlter Spanne | |
| DE69200130T2 (de) | Magnetisches Material. | |
| DE973822C (de) | Magnetkern und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| EP1747566B1 (de) | Stromwandlerkern sowie herstellverfahren für einen stromwandlerkern | |
| CN108431277A (zh) | 铁类软磁合金、其的制备方法及通过其的磁性部件 | |
| JP4468584B2 (ja) | Ｓｍ（Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｒ，Ｃ）組成物及びその製造方法 | |
| JP2014049643A (ja) | 圧粉磁心用鉄粉および圧粉磁心の製造方法 | |
| DE10150830A1 (de) | Weichmagnetismus-Legierungspulver, ein Behandlungsverfahren davon, ein Weichmagnetismus-Legierungsformling und das Herstellungsverfahren davon | |
| PL245562B1 (pl) | Kompozyt magnetycznie miękki do zastosowań na dławiki kompensacyjne | |
| JPWO2020196608A1 (ja) | アモルファス合金薄帯、アモルファス合金粉末、及びナノ結晶合金圧粉磁心、並びにナノ結晶合金圧粉磁心の製造方法 | |
| DE19849781A1 (de) | Spritzgegossener weichmagnetischer Pulververbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| JP7524664B2 (ja) | Ｆｅ基合金組成物、Ｆｅ基合金組成物の粉末及び磁心 | |
| KR100721501B1 (ko) | 나노 결정립 연자성 합금 분말 코어의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 나노 결정립 연자성 합금 분말 코어 | |
| KR101387961B1 (ko) | 철계 나노결정립 연자성 합금 분말 코어 및 그 제조 방법 | |
| DE2443071C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer gegossenen, kupfergehärteten permanentmagnetischen Legierung | |
| Aradhya et al. | Recent Trends in Development of Soft Magnetic Material for Power Electronics Applications: A Review | |
| US7048809B2 (en) | Magnetic implement having a linear BH loop | |
| KR101905412B1 (ko) | 연자성 합금, 이의 제조방법 및 이를 통한 자성부품 | |
| Libsch et al. | Effect of annealing in a magnetic field upon iron-cobalt and iron-cobalt-nickel alloys prepared by powder metallurgy | |
| JPH10270226A (ja) | 粉末成形磁心およびその製造方法 | |
| US20250083226A1 (en) | Alloy particle, dust core, electronic element, electronic device, electric motor, and electric generator |