CZ337297A3 - Způsob výroby magnetického jádra zhotoveného z nanokrystalického magneticky měkkého materiálu - Google Patents
Způsob výroby magnetického jádra zhotoveného z nanokrystalického magneticky měkkého materiálu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ337297A3 CZ337297A3 CZ973372A CZ337297A CZ337297A3 CZ 337297 A3 CZ337297 A3 CZ 337297A3 CZ 973372 A CZ973372 A CZ 973372A CZ 337297 A CZ337297 A CZ 337297A CZ 337297 A3 CZ337297 A3 CZ 337297A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- magnetic
- alloy
- annealing
- iron
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000007779 soft material Substances 0.000 title 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 34
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 23
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- -1 4'ftft-αn Chemical compound 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100382264 Mus musculus Ca14 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100112373 Mus musculus Ctsm gene Proteins 0.000 description 1
- 101100094962 Salmo salar salarin gene Proteins 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002707 nanocrystalline material Substances 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0213—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
-
- 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
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F1/15333—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing nanocrystallites, e.g. obtained by annealing
-
- 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
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F1/15341—Preparation processes therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/70—Nanostructure
- Y10S977/832—Nanostructure having specified property, e.g. lattice-constant, thermal expansion coefficient
- Y10S977/838—Magnetic property of nanomaterial
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
(57) Anotace:
Způsob výroby nejméně jednoho magnetického jádra z měkké magnetické slitiny na bázi železa spočívá v tom, že se z magnetické slitiny vyrobí amorfní páska, stanoví se žíhací teplota Tm, která vede v pásku k maximální permeabilitě, z pásku se vyrobí nejméně jeden polotovar jádra a tento polotovar se podrobí nejméně jednomu žíhání, které se provádí při teplotě T, která leží mezi Tm + 10°C až Tm + 50°C a tato teplota se udržuje po dobu 10.1 až 10 hodin, aby se vytvořily nanokrystaly.
·· · · · f • · · ♦
Způsob výroby magnetického jádra vyrobeného z nanokrystalického měkkého magnetického materiálu
Oblast techniky
Předložený vynález se týká nanokrystalických magnetických materiálů určených zejména pro výrobu magnetických obvodů pro elektrické přístroje.
Dosavadní stav techniky
Nanokrystalické magnetické materiály jsou velmi dobře známé a byly popsány zejména v evropských patentových přihláškách EP 0,271 657, a EP 0,299 498. Toto jsou slitiny na bázi železa obsahující více než 60%at (atomová %) že^j^, jněd, ^křemík, bor a případně nejméně jeden prvek zvolený z niobu,Tantalu, zirkonu, hafnia, titanu a molybdenu, které jsou odlity ve formě amorfních pásků a potom jsou podrobeny tepelnému zpracování, které způsobí, že nastane výjimečně jemná krystalizace (krystaly mají průměr menší než 100 nanometrů). Tyto materiály mají magnetické vlastnosti, které jsou zejména vhodné pro výrobu měkkých magnetických jader pro elektrické technické přístroje, jako jsou přerušovače zbytkového proudu. Zejména mají výbornou magnetickou permeabilitu a mají jak širokou hysterézní smyčku (Br/Bm > 0,5) tak úzkou hysterézní smyčku (Br/Bm < 0,3), kde Br/Bm je poměr remanentní magnetické indukce a maximální magnetické indukce. Široké hysterézní smyčky se dosáhnou, jestliže tepelné zpracování sestává z jediného žíhání při teplotě okolo 500 °C. Úzké hysterézní smyčky se dosáhnou, jestliže tepelné zpracování sestává z nejméně jednoho žíhání v magnetickém poli, přičemž toto žíhání může být žíhání určené k dosažení nanokrystalické formy.
Materiály, jejichž hysterézní křivka je široká, mohou mít velmi vysokou magnetickou parmebealitu, i větší než je permeabilita obvyklých slitin typu permalloy. Tato velmi vysoká magnetická permeabilita je činí zejména vhodné pro výrobu magnetických jader pro přerušovače zbytkových proudů různých kmitočtů, t.j. těch, které jsou citlivé na střídavé poruchové proudy.
Avšak, aby je bylo možno použít pro tento účel, musí být uspokojivé ·· <··· magnetické vlastnosti jader dostatečně reprodukovatelné při výrobě ve velkém objemu.
Aby bylo možno vyrobit magnetická jádra pro přerušovače zbytkových střídavých proudů různých kmitočtů ve velkém objemu, použije se pásek z amorfní magnetické slitiny vhodný pro získání nanokrystalické struktury. Řada anuloidů vpodstatě pravoúhlého průřezu je vyrobeno navinutím pásku určité délky okolo jádra a bodovým svařením. Takto vyrobený anuloid je pak podroben žíhání, aby se vytvořily nanokrystaly a následkem toho se dosáhly požadované magnetické vlastnosti. Teplota žíhání, která leží v oblasti 500 °C se zvolí tak, aby slitina měla maximální magnetickou permeabilitu. Takto získaná magnetická jádra jsou určena pro získání cívek, ve kterých vznikají mechanická pnutí, která zhoršují magnetické vlastnosti jader. Aby se omezily následky pnutí cívek, anuloidy jsou umístěny v ochranném pouzdru uvnitř kterého jsou zaklínovány, například pěnovými podložkami. Avšak toto zaklínování anuloidů v jejich pouzdru jako takové, indukuje malá pnutí, která jsou škodlivá pro výborné magnetické vlastnosti vyvíjené v jádru. Použití ochranného pouzdra, i když účinného, není vždy dostatečné a po navinutí se vlastnosti zařízení získané při průmyslové výrobě zhorší a příliš rozptýlí, aby byly ještě přijatelné pro zde uvedený účel.
Úkolem předloženého vynálezu je odstranit tyto nedostatky navržením prostředků pro výrobu magnetických jader vyrobených ve velkém objemu z nanokrystalického materiálu a majících jak magnetickou permeabilitu (relativní permeabilitu pro maximální impedanci při 50 Hz) větší než 400,000, tak širokou hysterézní smyčku takovým způsobem, aby rozptyl jejich magnetických vlastností byl slučitelný s použitím při výrobě velkého objemu přerušovačů zbytkových střídavých proudů různých kmitočtů.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je tedy způsob výroby nejméně jednoho magnetického jádra vyrobeného z měkké magnetické slitiny na bázi železa mající nanokrystalickou strukturu spočívající v tom, že se ze slitiny vyrobí amorfní pásek, stanoví se žíhací teplota Tm, při které se v případě pásku dosáhne maximální magnetická permeabita, z pásku se vyrobí nejméně jeden • · ··· · • · • · ···♦ •♦ ··9 plotovar jádra a nejméně jeden polotovar jádra se podrobí nejméně jednomu žíhání prováděnému při teplotě T ležící mezi Tm + 10°CaTm + 50°C as výhodou mezi Tm + 20 °C a Tm + 40 °C, tato teplota se udržuje po dobu t, která je od 0,1 do 10 hodin a s výhodou 0,5 až 5 hodin, až se vytvoří nanokrystaly. Nejméně jedno žíhání se může provádět v magnetickém poli.
Tento způsob je možno použít pro všechny měkké magnetické slitiny na bázi železa schopné tvořit nanokrystalickou strukturu a zejména pro ty slitiny, jejíž chemické složení obsahuje, v % at:
Fe > 60 %
0,5 % < Cu < 1,5 % % < B < 14 % % < Si + B < 30 % % < Nb < 4 %
Příklady provedení vynálezu
Způsob podle předloženého vynálezu bude dále popsán podrobněji, ale ne omezujícím způsobem, pomocí příkladů.
Pro výrobu magnetických jader pro přerušovače zbytkových střídavých proudů různých kmitočtů (citlivé na střídavý poruchový proud) ve velkém objemu se použije pásek vyrobený z magnetické slitiny mající amorfní strukturu, tato slitina může mít nanokrystalickou strukturu a obsahuje hlavně železo v obsahu větším než 60%at. a dále obsahuje:
- od 0,1 do 3 %at. a s výhodou 0,5 až 1,5 %at mědi
- od 0,1 do 30 %at a s výhodou od 2 do 5 %at. nejméně jednoho prvku vybraného ze skupiny obsahující niob, fengsteňjtantal, zirkon, hafnium, titan a molybden, s výhodou je obsah niobu 2 až 4 %at,
- křemík a bor, součet obsahu těchto prvků je 5 až 30 %at a s výhodou 15 až 25 % at, a je možno, aby byl obsah boru až 25 % at a s výhodou je 5 až 14 %at a obsahu křemíku dosáhne asi 30 %at, s výhodou 12 až 17 %at.
Chemické složení slitiny může také obsahovat malá množství nečistot ze suroviny nebo vzniklých během tavení.
·· ····
Amorfní pásek se vyrobí o sobě známým způsobem velmi rychlým tuhnutím tekuté slitiny. Polotovary magnetického jádra jsou také vyrobeny o sobě známým způsobem navinutím pásku okolo jádra, jeho odříznutím a upevněním jeho konce použitím bodového svařování, aby se získal malý anuloid pravoúhlého průřezu. Polotovary musí být podrobeny tepelnému zpracování žíháním, aby se vytvořily nanokrystaly o velikosti méně než 100 nanometrů vysrážené v amorfní základní hmotě.
Protože původci neočekávaně zjistili, že účinek podmínek žíhání na magnetické vlastnosti jader závisí nejen na chemickém složení slitiny, ale také na něčem neovladatelném, na určitých výrobních podmínkách každé pásky jednotlivě, teplota Tm, která pro žíhání po určenou dobu vede k maximální magnetické permeabilitě a kterou je možno získat v anuloidu vyrobeném z pásku, se stanoví dříve než se provede žíhání. Tato teplota Tm je pro každou pásku jiná a je proto stanovená pro každou pásku zkouškami, které odborníci znají a umějí provádět.
Po stanovení teploty Tm se provede žíhání při teplotě T ležící mezi Tm + 10 °C a Tm + 50 °C a s výhodou mezi Tm + 20 °C a Tm + 40 °C, po dobu 0,1 až 10 hodin a s výhodou 0,5 až 5 hodin.
Teplota a doba jsou dva částečně rovnocenné parametry pro nastavení podmínek žíhání. Avšak změny v žíhací teplotě mají mnohem větší účinek než změny v době trvání žíhání, zejména v krajních polohách přípustného rozsahu žíhacích teplot. Proto je teplota poměrně široký parametr pro nastavení podmínek žíhání, doba žíhání je pak jemný parametr pro nastavení podmínek žíhání.
Určité podmínky tepelného zpracování jsou stanoveny na základě použití, pro které je magnetické jádro určeno.
Po tepelném zpracování je každé jádro umístěno v ochranném pouzdru, ve kterém je zaklínováno, například za použití pěnových podložek. Pro některá použití může být každé jádro zapouzdřeno v pryskyřici.
Protože žíhací teplota není rovná Tm, magnetická permeabilita jader není maximální. Avšak původci zjistili, že tímto postupem je možno získat, dostatečně spolehlivě, magnetickou permeabilitu větší než 400,000. Také zjistili, že takto získaná magnetická jádra se dobře hodí pro výrobu přerušovačů zbytkových proudů ve velkém objemu a že zejména jsou méně citlivá k účinku pnutí vznikajících při navíjení.
Jako příklad byly vyrobeny tři vzorky A, B a C 200 geometricky stejných anuloidových magnetických jader (vnitřní průměr I.D. = 11 mm, vnější průměr O.D. = 15 mm, výška = 10 mm) které se vzájemně porovnávaly. Tři vzorky byly vyrobeny ze slitiny Fe73Cu-| NbsSiisBg (v %at), odlity ve formě amorfní pásky o tlouštce 22 pm. Po vyrobení polotovarů magnetického jádra, byla stanovena teplota Tm, a to na 500 °C po dobu jedné hodiny. Vzorky A byly žíhány při 505 °C (Tm + 5 °C) po dobu jedné hodiny podle známého stavu techniky, vzorky B byly žíhány při 530 °C (Tm + 30 °C) po dobu 3 hodin, podle předloženého vynálezu a vzorky C byly žíhány při 555 0 C (Tm + 55 °C) po dobu 3 hodin pro porovnání. Pro každý soubor vzorků byla stanovena průměrná a standardní odchylka hodnot magnetické permeability, jednak pro holá jádra a jednak pro zapouzdřená jádra, tj. ta jádra vystavená lehkým pnutím následkem zaklínování anuloidu v pouzdru. Výsledky všech měření byly následující (ve třech případech, poměr Br/Bm byl asi 0,5):
| Holé jádro | Zapouzdřené jádro |
Holé jádro Zapouzdřené jádro
| průměrná odchylka | standardní odchylka | průměrná odchylka | standardní odchylka | |
| A | 550,000 | 100,000 | 480,000 | 120,000 |
| B | 490,000 | 70,000 | 490,000 | 70,000 |
| C | 360,000 | 70,000 | 360,000 | 70,000 |
Tyto výsledky ukazují, že na rozdíl od toho co bylo zjištěno s ohledem na vzorky A, průměrné hodnoty magnetické permeability pro jádra vzorků B jsou stěží ovlivněny umístěním jádra do pouzdra a pnutím, které tímto zapouzdřením vzniká. Totéž platí pro vzorky C. Na druhé straně, i když jsou průměrné magnetické permeability zapouzdřených magnetických jader • · ··· ··· ·· vzorků A a B podobné, průměrné hodnoty magnetické permeability zapouzdřených magnetických jader vzorků C jsou podstatně nižší.
Je také zřejmé, že standardní odchylky hodnot magnetické permeability magnetických jader ať již zapouzdřených nebo nezapouzdřených vzorků B a C jsou nižší než standardní odchylky hodnot magnetické permeability magnetických jader ať již zapouzdřených nebo nezapoudřených vzorků A. Rozdíl mezi vzorky A a B se opírá o skutečnost, že magnetická jádra ze vzorků B jsou méně citlivá na mechanická pnutí než magnetická jádra ze vzorků A. Magnetická jádra ze vzorků C jsou, a priori, méně citlivá na mechanická pnutí než magnetická jádra ze vzorků B, ale vykazují permeabilitu, která je neslučitelná s použitím.
Výsledkem rozdílů mezi průměry na jedné straně a standardními odchylkami na straně druhé, asi 23 % jader ze vzorků A a asi 80 % jader ze vzorků C má magnetickou permeabilitu menší než 400,000, zatímco pouze 13 % jader ze vzorků B má magnetickou permeabilitu menší než 400,000.
Dále, protože je rozptyl v magnetických vlastnostech jader ze vzorků B je menší než jader ze vzorků A a protože citlivost těchto vlastností na mechanická pnutí je menší pro vzorky B než pro vzorky A, magnetická jádra ze vzorků B se velmi hodí, po navinutí, pro použití u přerušovačů zbytkových střídavých proudů různých kmitočtů, zatímco jádra ze vzorků A nejsou tak spolehlivá. I když jsou teoreticky méně citlivá na mechanická pnutí než jádra ze vzorků B, magnetická jádra ze vzorků C nejsou vhodná pro přerušovače zbytkových střídavých proudů různých kmitočtů, zejména protože nemají dostetčně vysokou magnetickou permeabilitu.
Pro některá použití (např. přerušovače zbytkových střídavých proudů různých kmitočtů), je nutno použít magnetická jádra, která mají úzké hysterézní smyčky. Tato jádra lze vyrábět provedením alespoň jednoho žíhání v magnetickém poli. Žíhání v magnetickém poli může být buď žíhání shora popsané a které je určeno k tomu, aby se vysrážely nanokrystaly nebo další žíhání prováděné mezi 350 a 550 °C. Takto získaná jádra mají stejným způsobem velmi sníženou citlivost na mechanická pnutí a tím zvýšenou spolehlivost při výrobě velkých objemů.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY • · ·· ···· '1. Způsob výroby nejméně jednoho magnetického jádra vyrobeného z měkké magnetické slitiny na bázi železa, mající nanokrystalickou strukturu vyznačený tím, že se z magnetické slitiny vyrobí amorfní pásek, stanoví se žíhací teplota Tm, která vede k maximální magnetické permeabilitě pásku, z pásku se vyrobí nejméně jeden polotovar jádra a nejméně jeden polotovar jádra se podrobí nejméně jednomu žíhání, kde toto žíhání se provádí při teplotě T ležící mezi Tm + 10 °C a Tm + 50 °C a tato teplota se udržuje po dobu t mezi 0,1 až 10 hodin, pro vytvoření nanokrystalů.
- 2. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že doba po kterou se udržuje teplota je 0,5 až 5 hodin.
- 3. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že žíhací teplota T je Tm + 20 °C až Tm + 40 °C.
- 4. Způsob podle některého nároku 1 až 3 vyznačený tím, že chemické složení měkké magnetické ocele na bázi železa obsahuje v % at.:Fe > 60 %0,1 % < Cu < 3 % 0 % < B < 25 % 0 % < Si < 30 %- nejméně jeden prvek zvolený ze skupiny obsahující niob, tungsten, tantal, zirkon, hafnium, titan a molybden o obsahu 0,1 % až 30 %, zbytek jsou nečistoty z tavení a složení dále musí splňovat následující vztah:
- 5 % < Si + B < 30 %5. Způsob podle nároku 4 vyznačený tím, že chemické složení měkké magnetické slitiny na bázi železa je takové, že:15 % < Si + B < 25 % • ·· ···· '/
- 6. Způsob podle nároku 4 vyznačený tím, že chemické složení měkké magnetické slitiny na bázi železa je takové, že:0,5%<Cu<1,5%
- 7. Způsob podle nároku 4 vyznačený tím, že měkká magnetická slitina na bázi železa obsahuje nejméně jeden prvek zvolený ze skupiny obsahující niolj4W§s6n,'tantal, zirkon, hafnium, titan a molybden v množství 2 % až 5 %.
- 8. Způsob podle nároku 4 vyznačený tím, že chemické složení měkké magnetické slitiny na bázi železa je takové, že:12 % < Si < 17 %
- 9. Způsob podle nároku 8 vyznačený tím, že chemické složení měkké magnetické slitiny na bázi železa je takové, že:0,5 < Cu <1,5 %5 % < B < 14 %15%<Si + B<25% a slitina obsahuje ještě nejméně jeden prvek zvolený ze skupiny obsahující niob, 4ttft§-áSn,'tantal, zirkon, hafnium, titan a molybden v množství 2 % až 4 %.
- 10. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že nejméně jedno žíhání se provádí v magnetickém poli.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9612996A FR2755292B1 (fr) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | Procede de fabrication d'un noyau magnetique en materiau magnetique doux nanocristallin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ337297A3 true CZ337297A3 (cs) | 1999-01-13 |
| CZ293222B6 CZ293222B6 (cs) | 2004-03-17 |
Family
ID=9496996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19973372A CZ293222B6 (cs) | 1996-10-25 | 1997-10-23 | Způsob výroby magnetického jádra zhotoveného z nanokrystalického magneticky měkkého materiálu |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5922143A (cs) |
| EP (1) | EP0844628B1 (cs) |
| JP (1) | JPH10130797A (cs) |
| KR (1) | KR19980032982A (cs) |
| CN (1) | CN1134033C (cs) |
| AT (1) | ATE210332T1 (cs) |
| AU (1) | AU715096B2 (cs) |
| CZ (1) | CZ293222B6 (cs) |
| DE (1) | DE69708828T2 (cs) |
| ES (1) | ES2166516T3 (cs) |
| FR (1) | FR2755292B1 (cs) |
| HK (1) | HK1011578A1 (cs) |
| HU (1) | HU221412B1 (cs) |
| PL (1) | PL184054B1 (cs) |
| SK (1) | SK284075B6 (cs) |
| TR (1) | TR199701235A2 (cs) |
| TW (1) | TW354842B (cs) |
| ZA (1) | ZA979359B (cs) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6960860B1 (en) * | 1998-06-18 | 2005-11-01 | Metglas, Inc. | Amorphous metal stator for a radial-flux electric motor |
| KR100606515B1 (ko) * | 1998-11-13 | 2006-07-31 | 바쿰슈멜체 게엠베하 운트 코. 카게 | 변류기에 사용하기에 적합한 자기 코어, 상기 자기 코어의 제조 방법 및 상기 자기 코어를 구비한 변류기 |
| WO2000030131A1 (de) * | 1998-11-13 | 2000-05-25 | Vacuumschmelze Gmbh | Magnetkern, der zum einsatz in einem stromwandler geeignet ist, verfahren zur herstellung eines magnetkerns und stromwandler mit einem magnetkern |
| DE10134056B8 (de) * | 2001-07-13 | 2014-05-28 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von nanokristallinen Magnetkernen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE10331883B4 (de) | 2003-07-14 | 2018-01-18 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Messverfahren und Messanordnung zum Messen von Strömen mit grossem Dynamikbereich |
| CN100372033C (zh) * | 2005-06-23 | 2008-02-27 | 安泰科技股份有限公司 | 漏电保护器用抗直流偏磁互感器磁芯及其制造方法 |
| DE102005034486A1 (de) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Kerns für Generatoren sowie Generator mit einem derartigen Kern |
| US20070273467A1 (en) * | 2006-05-23 | 2007-11-29 | Jorg Petzold | Magnet Core, Methods For Its Production And Residual Current Device |
| US7909945B2 (en) * | 2006-10-30 | 2011-03-22 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Soft magnetic iron-cobalt-based alloy and method for its production |
| US8012270B2 (en) * | 2007-07-27 | 2011-09-06 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Soft magnetic iron/cobalt/chromium-based alloy and process for manufacturing it |
| US9057115B2 (en) * | 2007-07-27 | 2015-06-16 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Soft magnetic iron-cobalt-based alloy and process for manufacturing it |
| DE102010060740A1 (de) | 2010-11-23 | 2012-05-24 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Weichmagnetisches Metallband für elektromechanische Bauelemente |
| US8699190B2 (en) | 2010-11-23 | 2014-04-15 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Soft magnetic metal strip for electromechanical components |
| CN102496450B (zh) * | 2011-12-28 | 2017-03-15 | 天津三环奥纳科技有限公司 | 一种超微晶铁芯强磁退火工艺及其专用设备 |
| CN102912257A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-02-06 | 张家港市清大星源微晶有限公司 | 微晶材料 |
| CN102875024A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-01-16 | 张家港市清大星源微晶有限公司 | 高导磁率的微晶材料 |
| KR101470513B1 (ko) * | 2013-07-17 | 2014-12-08 | 주식회사 아모그린텍 | 대전류 직류중첩특성 및 코어손실 특성이 우수한 연자성 코어 및 그의 제조방법 |
| FR3017750B1 (fr) * | 2014-02-18 | 2016-03-04 | Tronico | Ligne de transmission mise en œuvre au sein d'une canalisation du type comprenant un tube de cuvelage et un tube de production, avec utilisation de rouleaux de materiau magnetique. |
| KR102203689B1 (ko) | 2014-07-29 | 2021-01-15 | 엘지이노텍 주식회사 | 연자성 합금, 이를 포함하는 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치 |
| CN106521287A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-03-22 | 黄忠波 | 一种纳米晶软磁合金材料及制备方法 |
| CN111593273A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-28 | 唐山先隆纳米金属制造股份有限公司 | 一种新型软磁合金材料 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5096513A (en) * | 1989-09-01 | 1992-03-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Very thin soft magnetic alloy strips and magnetic core and electromagnetic apparatus made therefrom |
| US5055144A (en) * | 1989-10-02 | 1991-10-08 | Allied-Signal Inc. | Methods of monitoring precipitates in metallic materials |
| JP2952717B2 (ja) * | 1991-03-04 | 1999-09-27 | 日本ケミコン株式会社 | 磁心の熱処理方法 |
| WO1992015997A1 (fr) * | 1991-03-04 | 1992-09-17 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Procede de fabrication de tores magnetiques et procede de traitement thermique desdits tores |
| JP2952718B2 (ja) * | 1991-03-04 | 1999-09-27 | 日本ケミコン株式会社 | 磁心の熱処理方法 |
| DE69408916T2 (de) * | 1993-07-30 | 1998-11-12 | Hitachi Metals Ltd | Magnetkern für Impulsübertrager und Impulsübertrager |
| US5611871A (en) * | 1994-07-20 | 1997-03-18 | Hitachi Metals, Ltd. | Method of producing nanocrystalline alloy having high permeability |
-
1996
- 1996-10-25 FR FR9612996A patent/FR2755292B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-10-13 ES ES97402396T patent/ES2166516T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-13 EP EP97402396A patent/EP0844628B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-13 DE DE69708828T patent/DE69708828T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-13 AT AT97402396T patent/ATE210332T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-10-16 AU AU41029/97A patent/AU715096B2/en not_active Ceased
- 1997-10-17 TW TW086115296A patent/TW354842B/zh active
- 1997-10-20 KR KR1019970053787A patent/KR19980032982A/ko active IP Right Grant
- 1997-10-20 ZA ZA9709359A patent/ZA979359B/xx unknown
- 1997-10-21 HU HU9701672A patent/HU221412B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1997-10-22 SK SK1445-97A patent/SK284075B6/sk unknown
- 1997-10-23 TR TR97/01235A patent/TR199701235A2/xx unknown
- 1997-10-23 CZ CZ19973372A patent/CZ293222B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1997-10-24 CN CNB97125284XA patent/CN1134033C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-24 PL PL97322808A patent/PL184054B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1997-10-27 US US08/957,937 patent/US5922143A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-27 JP JP9311379A patent/JPH10130797A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-12-02 HK HK98112657A patent/HK1011578A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL322808A1 (en) | 1998-04-27 |
| CN1188317A (zh) | 1998-07-22 |
| TW354842B (en) | 1999-03-21 |
| HU221412B1 (en) | 2002-09-28 |
| DE69708828D1 (de) | 2002-01-17 |
| EP0844628B1 (fr) | 2001-12-05 |
| HUP9701672A3 (en) | 2002-03-28 |
| CZ293222B6 (cs) | 2004-03-17 |
| SK284075B6 (sk) | 2004-09-08 |
| ATE210332T1 (de) | 2001-12-15 |
| HK1011578A1 (en) | 1999-07-16 |
| US5922143A (en) | 1999-07-13 |
| HUP9701672A2 (hu) | 1999-06-28 |
| TR199701235A3 (tr) | 1999-10-21 |
| HU9701672D0 (en) | 1997-12-29 |
| KR19980032982A (ko) | 1998-07-25 |
| DE69708828T2 (de) | 2002-06-20 |
| AU4102997A (en) | 1998-04-30 |
| ZA979359B (en) | 1998-05-12 |
| FR2755292A1 (fr) | 1998-04-30 |
| EP0844628A1 (fr) | 1998-05-27 |
| JPH10130797A (ja) | 1998-05-19 |
| PL184054B1 (pl) | 2002-08-30 |
| FR2755292B1 (fr) | 1998-11-20 |
| ES2166516T3 (es) | 2002-04-16 |
| CN1134033C (zh) | 2004-01-07 |
| AU715096B2 (en) | 2000-01-13 |
| SK144597A3 (en) | 1998-05-06 |
| TR199701235A2 (xx) | 1999-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ337297A3 (cs) | Způsob výroby magnetického jádra zhotoveného z nanokrystalického magneticky měkkého materiálu | |
| SK161897A3 (en) | Manufacturing process of a soft magnetic iron based alloy components with nanocrystalline structure | |
| JPS6218620B2 (cs) | ||
| EP0072893B1 (en) | Metallic glasses having a combination of high permeability, low coercivity, low ac core loss, low exciting power and high thermal stability | |
| EP0970257A1 (en) | Ferromagnetic amorphous metallic alloy and annealing method | |
| EP0240600B1 (en) | Glassy metal alloys with perminvar characteristics | |
| KR100227923B1 (ko) | 향상된 AC 자성 및 취급성을 나타내는 Fe-B-Si합금 | |
| EP0084138B1 (en) | Near-zero magnetostrictive glassy metal alloys with high magnetic and thermal stability | |
| EP0351051B1 (en) | Fe-based soft magnetic alloy | |
| JP3389972B2 (ja) | Ｂ−ｈループの非対称性を改善したナノ結晶合金薄帯ならびに磁心およびナノ結晶合金薄帯の製造方法 | |
| US4938267A (en) | Glassy metal alloys with perminvar characteristics | |
| WO2023033059A1 (ja) | Ｆｅ基ナノ結晶合金磁心の製造方法及びＦｅ基ナノ結晶合金磁心 | |
| KR100710613B1 (ko) | 주철을 이용한 Fe계 나노 결정 합금 및 그 제조 방법 | |
| RU2009249C1 (ru) | Магнитный сплав на основе кобальта и способ производства ленты из него | |
| EP1064660A1 (en) | Amorphous alloy with increased operating induction | |
| JPH04362159A (ja) | 磁歪材料 | |
| JPH03177546A (ja) | 磁性合金材料 | |
| JPH05247603A (ja) | 鉄基軟磁性合金 | |
| JPH04280949A (ja) | 磁性薄帯 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20051023 |