CN106208423A - 一种电机导磁材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，所述材料以硅钢为主体，掺杂有MgB2和SmCo。其工作温度可以达到‑250℃甚至更低，达到了本领域的领先水平。

Description

一种电机导磁材料
技术领域
本发明涉及电机材料领域，尤其涉及一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料。
背景技术
目前，随着大气污染，特别是雾霾污染的加重，对于粉尘、硫氮含量高的燃料，尤其是煤炭燃料的限制越来越广。但整个北方地区，对于燃料的需求越来越大，因此，清洁能源的应用会越来越广。
在清洁能源中，天然气因为热值高，输送方便且燃烧后仅产生二氧化碳和水，获得了极大的应用。天然气的大量应用带来了相应的输送问题，而天然气因为其形态的原因，输送主要是通过将其液化后输送的。当液化天然气(liquefied natural gas，LNG)的输送量较大或管路流动阻力较大时，通常采用LNG泵进行输送。另外，LNG运输船装、卸LNG以及汽车加注LNG等场合均需要使用LNG泵。
由于液化天然气冷却至液体的温度是-161.5℃，因此液化天然气泵对低温性能要求较高。目前，低温天然气泵的主要供应商为美国J.C.Carter公司，日本的Ebara、Nikkiso、Shinko公司，法国的Cryostar公司等少数几家公司。这几家公司基本垄断着LNG输送泵技术，我国目前暂无自主知识产权的产品。
LNG泵分为潜液式和非潜液式，其中潜液式结构简单，运行安全，是目前LNG泵的主流形式。潜液式LNG泵所用电机密封于泵内，浸泡在被输送的LNG中。由于LNG温度一般低于-161℃，因此LNG泵用电极必须是低温电机。低温电机是LNG泵的核心部件之一，在LNG泵的价格构成中占到总价格的20％-40％，因此开展LNG泵低温电机的研究将为LNG泵的国产化提供重要的技术支持，也为其他低温领域的电机应用奠定了技术基础。
发明内容
本发明的目的在于提供一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，能够在采用廉价的硅钢片的前提下，使得电机能够用于-250℃环境。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，所述材料以硅钢为主体，掺杂有MgB2和SmCo。
硅钢指的是含硅量为0.5％至4.5％的极低碳硅铁合金，因结构和用途不同而被分为无取向硅钢和取向硅钢。本发明经过在各种硅钢中进行选择，例如牌号分别为V400-50A、M140-30S、50A290、50A470、JIS35A300、2212、3413和27QG110等，经过比例配合等，最后发现VM111-35N的低温铁耗与常温基本相同，同时能够在低温(低于零下250℃)能够使用良好，其余众多牌号硅钢均不能在低于-250℃下表现出预期的技术效果，因此本发明的硅钢为VM111-35N。
尽管现有技术中，也有对VM111-35N用于低温的报导，一般是不低于-200℃的。但发明人发现，-200℃是其低温极限，本发明进行了众多复配试验，发现单独或者与除本发明的配方之外的组分复配使用，其达不到本发明的-250℃的使用要求。
要达到本发明-250℃的使用要求，所述导磁材料中必须掺杂有MgB2和SmCo。本发明尝试替换或省略该两种组分，发现替换或省略之后，都不能在-250℃下达到本发明的技术效果。
优选的，本发明的潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料含有13-28％的MgB2，进一步优选15-25％。例如13.5％、14％、14.5％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％、20％、20.5％、21％、21.5％、22％、22.5％、23％、23.5％、24％、24.5％、25.5％、26％、26.5％、27％、27.5％等。
优选的，本发明的潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料含有2-18％的SmCo，进一步优选8-15％。例如2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％。
VM111-35N硅钢余量。
优选的，杂质含量低于2％，优选低于1％，进一步优选低于0.5％。
本发明的上述百分含量均是质量/重量百分含量。
本发明通过以硅钢为主体，掺杂有MgB2和SmCo得到潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，使得其工作温度可以达到-250℃甚至更低，达到了本领域的领先水平。
具体实施方式
本发明通过下述实施例对本发明进行说明。下述实施例仅仅是本发明的可实施方式中的一种，本发明并不依赖于下述实施例才能实施。
实施例1
一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，其含有28％的MgB2和12％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
按照常规方法将其制备成潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料。经测试，其可以在-260℃下正常工作，低温铁耗与常温基本相同。
实施例2
一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，其含有15％的MgB2和18％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
按照常规方法将其制备成潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料。经测试，其可以在-280℃下正常工作，低温铁耗与常温基本相同。
实施例3
一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，其含有13％的MgB2和15％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
按照常规方法将其制备成潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料。经测试，其可以在-275℃下正常工作，低温铁耗与常温基本相同。
实施例4
一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，其含有25％的MgB2和8％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
按照常规方法将其制备成潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料。经测试，其可以在-290℃下正常工作，低温铁耗与常温基本相同。
对比例1
相较于实施例1，其不含有SmCo，其余相同。
按照常规方法将其制备成潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料。经测试，其低温正常工作极限是-170℃。
对比例2
相较于实施例1，其不含有MgB2，其余相同。
按照常规方法将其制备成潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料。经测试，其低温正常工作极限是-187℃。
对比例3
相较于实施例1，将VM111-35N硅钢替换为M140-30S，其余相同。
按照常规方法将其制备成潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料。经测试，其低温正常工作极限是-190℃。
上述实施例与对比例说明，本发明的潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料中，必须采用本发明的特定组成，才能在-250℃的低温下正常工作。对其组分进行替换或者改变配比，都不能达到本发明的技术效果。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，但本发明并不局限于上述潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料组成，即不意味着本发明必须依赖上述实施例详细潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (3)

1.一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，其特征在于，所述材料以硅钢为主体，掺杂有MgB2和SmCo。
2.根据权利要求1所述的潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，其特征在于，所述材料含有13-28％的MgB2，2-18％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
3.根据权利要求1所述的潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料，其特征在于，所述材料含有15-25％的MgB2，8-15％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
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