DE4028960A1

DE4028960A1 - HIGHLY CONDUCTIVE MAGNETIC MATERIAL

Info

Publication number: DE4028960A1
Application number: DE19904028960
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Mori; Hikohiro Togane; Tonizo Minezaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-11-13
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1991-05-16
Also published as: GB2238306A; GB2238306B; JPH03155102A; GB9019268D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochleitfähiges magnetisches Material mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften und einer hohen elektrischen Leitfähigkeit, welches Material verwendbar ist für einen Magneten oder einen magnetischen Kern für einen Elektromagneten und der gleichen.The present invention relates to a highly conductive magnetic material with excellent magnetic Properties and high electrical conductivity, which material can be used for a magnet or a magnetic core for an electromagnet and the same.

Magnetische Materialien schließen solche metallischen Typs oder nichtmetallischen Typs ein. Die Mehrzahl der magneti schen Materialien vom nichtmetallischen Typ weisen keine nennenswerte elektrische Leitfähigkeit auf. Magnetische Ma terialien vom Metalltyp sind hauptsächlich zusammengesetzt aus Eisen und Nickel, und deshalb sind sie Kupfer bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit erheblich unterlegen. Unter herkömmlichen magnetischen Materialien gab es kein magneti sches Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit.Magnetic materials include such metallic types or non-metallic type. The majority of the magneti There are no non-metallic type materials significant electrical conductivity. Magnetic Ma Metal type materials are mainly composed made of iron and nickel, and therefore they're copper regarding significantly inferior to electrical conductivity. Under There was no magneti in conventional magnetic materials material with high electrical conductivity.

Herkömmliche magnetische Materialien sind nicht als hoch leitfähige magnetische Materialien verwendet worden, da sie selbst im Falle metallischer Materialien bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit zu wünschen übrig lassen. Conventional magnetic materials are not considered to be high conductive magnetic materials have been used since they even in the case of metallic materials regarding the electrical conductivity to be desired.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Nachteil der herkömmlichen magnetischen Materialien zu überwinden und ein hochleitfähiges Material zu schaffen, welches hervorragende magnetische Eigenschaften und hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist.The object of the present invention is that Disadvantage of conventional magnetic materials too overcome and create a highly conductive material which has excellent magnetic properties and high has electrical conductivity.

Demnach schafft die Erfindung ein hochleitfähiges magneti sches Material zur Verwendung als Magnet oder als magneti scher Kern für einen Elektromagneten, welches Material ge wonnen wird durch Preßformen von Kupfer oder einer Kupfer legierung, welches bzw. welche in dispergierter Form Fer rite aufweist.Accordingly, the invention creates a highly conductive magnet material for use as a magnet or as a magneti shear core for an electromagnet, which material ge is won by compression molding copper or a copper alloy, which or which in dispersed form Fer has rite.

Nachfolgend soll die vorliegende Erfindung mit bezug auf bevorzugte Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher er läutert werden; in dieser zeigen:The present invention is intended to be described below with reference to preferred embodiments with reference to the drawing he to be refined; in this show:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Relais, bei welchem das hochleitfähige magnetische Material der vorliegenden Erfin dung verwendet ist und Fig. 1 is a schematic view of the structure of a relay in which the highly conductive magnetic material of the present inven tion is used and

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Relais einer herkömmlichen Art. Fig. 2 is a schematic view of the structure of a relay of a conventional type.

In Übereinstimmung mit der Erfindung werden eine hohe elek trische Leitfähigkeit sowie hervorragende magnetische Ei genschaften erreicht durch Dispergieren von Ferrit in Kup fer oder in einer Kupferlegierung, gefolgt von einem Form- oder Preßzvorgang. Eine Begründung für die erzielten Eigen schaften wird im folgenden gegeben:
Sobald eine gewisse Substanz einem leitfähigen Metall bei gegeben wird, und die beigegebene Substanz in dem leitfähi gen Material in festem Zustand aufgelöst aufgelöst worden ist, wird das Kristallgitter des leitfähigen Materials bei Fortschreiten des Auflösens (der Substanz) unter Beibehal tung des festen Zustands zerstört, wodurch der elektrische Widerstand anwächst. Wenn andererseits die zugegebene Sub stanz überhaupt keine Löslichkeit in festem Zustand auf weist, ist die Zerstörung des Kristallgitters relativ ge ring, weil das Kristallgitter des leitfähigen Metalls bei zugegebener Substanz nicht (durchgehend) zusammenhängend ist, und es wird in Erwägung gezogen, daß die Leitfähigkeit nur in Übereinstimmung mit dem Volumen abnehmen wird, wel ches durch die hinzugefügte Substanz in dem leitfähigen Me tall eingenommen worden ist. Dementsprechend bleibt die elektrische Leitfähigkeit, die im wesentlichen dem mittle ren Gewichtsverhältnis des leitfähigen Materials und der zugegebenen Substanz entspricht, aufrechterhalten. Die vor liegende Erfindung beruht auf diesem Prinzip und Ferrit, welches hervorragende magnetische Eigenschaften aufweist und in Kupfer oder einer Kupferlegierung unlöslich ist, wird in Kupfer oder einer Kupferlegierung hoher elektri scher Leitfähigkeit dispergiert und daraufhin gepreßt oder einem Formprozess unterworfen, wodurch es möglich ist, ein hochleitfähiges magnetisches Material zu erhalten, das her vorragende magnetische Eigenschaften und eine hohe elektri sche Leitfähigkeit aufweist.In accordance with the invention, high electrical conductivity and excellent magnetic properties are achieved by dispersing ferrite in copper or in a copper alloy, followed by a molding or pressing process. A justification for the properties achieved is given below:
As soon as a certain substance is added to a conductive metal and the added substance has been dissolved in the conductive material in a solid state, the crystal lattice of the conductive material is destroyed as the dissolution (the substance) proceeds while maintaining the solid state, which increases the electrical resistance. On the other hand, if the added substance has no solubility at all in the solid state, the destruction of the crystal lattice is relatively small because the crystal lattice of the conductive metal is not (continuously) contiguous with the substance added, and it is considered that the conductivity will decrease only in accordance with the volume which has been ingested by the added substance in the conductive metal. Accordingly, the electrical conductivity, which essentially corresponds to the average weight ratio of the conductive material and the added substance, is maintained. The present invention is based on this principle, and ferrite, which has excellent magnetic properties and is insoluble in copper or a copper alloy, is dispersed in copper or a copper alloy of high electrical conductivity and then pressed or subjected to a molding process, whereby it is possible to to obtain highly conductive magnetic material that has excellent magnetic properties and high electrical conductivity.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Ferrit üblicherweise dispergiert in einer Menge von 50 bis 80 Gewichtsanteilen, vorzugsweise von 60 bis 70 Gewichtsanteilen pro Gewichtsan teil des Kupfers oder der Kupferlegierung. Das Ferrit weist üblicherweise eine mittlere Teilchengröße auf von 10 bis 300 µm, vorzugsweise von 150 bis 250 µm.According to the present invention, ferrite is commonly used dispersed in an amount of 50 to 80 parts by weight, preferably from 60 to 70 parts by weight per weight part of copper or copper alloy. The ferrite has usually an average particle size of from 10 to 300 microns, preferably from 150 to 250 microns.

Als Kupferlegierung kommt beispielsweise in Frage eine Kup fer-Nickellegierung, eine Kupfer-Zinklegierung, eine Kup fer-Nickel-Zinklegierung sowie eine Kupfer-Zinnlegierung. A copper is an example of a copper alloy fer-nickel alloy, a copper-zinc alloy, a copper fer-nickel-zinc alloy and a copper-tin alloy.

Nachfolgend soll die Erfindung im Detail mit bezug auf Bei spiele beschrieben werden. Selbstverständlich ist die Er findung nicht beschränkt auf die nachfolgend genannten spe ziellen Beispiele.The invention is intended to be described in detail below with reference to Bei games are described. Of course, he is The invention is not limited to the spe examples.

Zu einem Gewichtsanteil reinem Kupferpulver, hergestellt mittels eines Wasser-Atomisier- bzw. Verkleinerungsverfah rens, mit einer mittleren Teilchengröße von 41 µm und den in der Tabelle 1 angegebenen Eigenschaften sind zwei Ge wichtsanteile Ferritpulver mit einer mittleren Teilchen größe von 200 µm und den in der Tabelle 1 angegebenen Ei genschaft hinzugegeben und sorgfältig gemischt worden, und das Gemisch wurde durch Pressverformen in einen Stab mit einem Durchmesse von 10 mm und einer Länge von 50 mm über führt, der daraufhin auf 900°C erwärmt und für zwei Stun den in einer Stickstoffatmosphäre gesintert worden ist.Made by weight of pure copper powder by means of a water atomization or reduction process rens, with an average particle size of 41 µm and properties given in Table 1 are two Ge parts by weight of ferrite powder with a medium particle size of 200 µm and the egg shown in Table 1 property added and mixed thoroughly, and the mixture was pressed into a rod a diameter of 10 mm and a length of 50 mm above leads, which then warms to 900 ° C and for two hours which has been sintered in a nitrogen atmosphere.

Tabelle 1 Table 1

Beide Enden des gesinterten geformten Stabes wurden zugun sten glatter Oberflächen poliert und Kupfer wurde um den Stab gewickelt und die Permeabilität, der spezifische elek trische Widerstand, die elektrische Leitfähigkeit und das spezifische Gewicht wurden gemessen, wobei die in Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse erzielt wurden. Both ends of the sintered shaped rod were added Most smooth surfaces were polished and copper was around the Rod wound and the permeability, the specific elek trical resistance, electrical conductivity and that specific weights were measured, using the values shown in Table 2 results shown have been achieved.

Tabelle 2 Table 2

Aus den in der Tabelle 2 dargestellten Ergebnissen geht klar hervor, daß der geformte gesinterte Stab mit in Kupfer dispergierten Ferritpulver hervorragende magnetische Eigen schaften sowie eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf weist.From the results shown in Table 2 clearly shows that the molded sintered rod with in copper dispersed ferrite powder excellent magnetic properties and high electrical conductivity points.

Das erfindungsgemäße magnetische Material weist sowohl ma gnetische Eigenschaften wie auch elektrische Leitfähigkeit auf und ist deshalb zur Verwendung bzw. Anwendung in einem Relais geeignet, in welchem das magnetische Teil und der leitfähige Teil integriert sind. Dieses Anwendungsbeispiel soll nachfolgend im Vergleich mit einem herkömmlichen Re lais beschrieben werden.The magnetic material according to the invention has both ma genetic properties as well as electrical conductivity on and is therefore for use in one Suitable relay in which the magnetic part and the conductive part are integrated. This application example is to be compared with a conventional Re be described.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus eines herkömmlichen Relais. Wenn der Spule 2 ein elektrischer Strom zugeführt wird, wird der magnetische Kern 1 magneti siert und zieht einen Eisenkern 3 an, woraufhin ein beweg licher Anschluß 4, dessen eines Ende an einen Trageteil bzw. einem Tragetisch 8 befestigt ist, sich auf einen fest stehenden bzw. unbeweglichen Anschluß 5 hin bewegt und den feststehenden Anschluß 5 kontaktiert, so daß Leiter 6 und 7 elektrisch miteinander verbunden sind. Fig. 2 shows a schematic view of the structure of a conventional relay. When the coil 2 is supplied with an electric current, the magnetic core 1 is magnetized and attracts an iron core 3 , whereupon a movable connector 4 , one end of which is attached to a supporting part or a supporting table 8 , is fixed or immobile terminal 5 moves and contacts the fixed terminal 5 so that conductors 6 and 7 are electrically connected.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Relais unter Verwendung des hochleitfähigen magnetischen Materials der vorliegenden Erfindung. Wenn einer Spule 2 ein elektrischer Strom zugeführt wird, wird der hochleitfähige magnetische Kern 9 magnetisiert und zieht eine bewegliche Feder 10 aus hochleitfähigem magnetischen Material an, deren eines Ende an einem Tragepol 11 befestigt ist, woraufhin die bewegli che Feder aus hochleitfähigem Material in Kontakt gelangt mit dem hochleitfähigen magnetischen Kern 9, so daß Leiter 6 und 7 elektrisch miteinander verbunden sind. Fig. 1 shows a schematic view of a relay by using the high-conductive magnetic material of the present invention. When a coil 2 is supplied with an electric current, the highly conductive magnetic core 9 is magnetized and attracts a movable spring 10 made of highly conductive magnetic material, one end of which is fixed to a support pole 11 , whereupon the movable spring made of highly conductive material comes into contact with the highly conductive magnetic core 9 so that conductors 6 and 7 are electrically connected together.

Aus vorstehendem geht hervor, daß der Aufbau des Relais ge mäß der Erfindung einfach ist bezüglich der Relaiskonstruk tion und zwar im Vergleich mit der Relaiskonstruktion der herkömmlichen Art.From the above it can be seen that the structure of the relay ge according to the invention is simple with respect to the relay construction tion in comparison with the relay construction of the conventional art.

Das vorstehende Beispiel verdeutlicht einen Fall, bei wel chem weiches Ferritpulver zum Sintern und Formen bzw. Pres sen eingesetzt worden ist, um das hochleitfähige magneti sche Material daraus zu gewinnen. Wenn hingegen hartes Fer ritpulver als Ferritpulver eingesetzt wird, ist es möglich, einen Permanentmagneten mit hoher Leitfähigkeit zu erhal ten.The example above illustrates a case in which chemically soft ferrite powder for sintering and shaping or pressing sen has been used to make the highly conductive magneti to obtain material from it. However, if hard fer rit powder is used as ferrite powder, it is possible to get a permanent magnet with high conductivity ten.

Wie im vorstehenden beschrieben, schafft die vorliegende Erfindung ein hochleitfähiges magnetisches Material mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften und einer hohen elektrischen Leitfähigkeit, weil Ferrit dispergiert ist in Kupfer oder in einer Kupferlegierung und ein derartiges magnetisches Material weist einen weiten Anwendungsbereich auf. Wenn es beispielsweise für ein Relais verwendet wird, so kann die Konstruktion bzw. der Aufbau des Relais verein facht sein.As described above, the present creates Invention with a highly conductive magnetic material excellent magnetic properties and a high electrical conductivity because ferrite is dispersed in Copper or in a copper alloy and such magnetic material has a wide range of applications on. For example, if it is used for a relay, so the construction or construction of the relay can combine be easy.

Claims

1. Highly conductive magnetic material for use for a magnet or a magnetic core for one Electromagnets made by molding, deforming or compression molding copper or a copper alloy tion containing dispersed ferrite.

2. Highly conductive magnetic material according to claim 1, in which ferrite is dispersed in an amount of 50 up to 80 parts by weight per part by weight of copper or the copper alloy.

3. Highly conductive magnetic material according to claim 1, where the ferrite is an average character size from 10 to 300 µm.

4. Highly conductive magnetic material according to claim 1, where the ferrite is soft ferrite powder.

5. Highly conductive magnetic material according to claim 1, where the ferrite is hard ferrite powder.