DE665804C - Elektrisch nicht leitendes Pulver mit magnetischer Permeabilitaet fuer die Herstellung von Massekernen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Elektrisch nicht leitendes Pulver mit magnetischer Permeabilität für die Herstellung von Massekernen und Verfahren zu seiner Herstellung Für Induktions- und Selbstinduktionsspulen mit ferromagnetischen Kernen ist es für die meisten Zwecke der Elektrotechnik wichtig, daß der Kernquerschnitt so weit unterteilt ist, daß Wirbelstromverluste nach Möglichkeit vermieden werden.
• Bei der Herstellung wirbelstromverlustarmer Hochfrequenzspulkerne hat man sich bisher damit geholfen, feinstes Eisenpulver unter Zusatz eines geeigneten isolierenden Bindemittels in dünnen Schichten auf Papierstreifen aufzubringen, welche nach Art der Dynamobleche zu Spulenkernen u. dgl. vereinigt wurden. Während die Leitfähigkeit senkrecht zu den Papierlamellen praktisch gleich Null ist, hat sie jedoch parallel zu ihnen einen durchaus nennenswerten Wert.
• Bei anderen Verfahren wird Eisenpulver mit einem elektrisch isolierenden Pulver, einem sog. Sperrpulver, versetzt und das Ganze unter Verwendung eines geeigneten Bindemittels in die gewünschte Kernform gegossen oder gepreßt. Es ist auch bereits bekannt, als Ausgangsstoff für derartiges Eisenpulver sog. Hammerschlag oder Walzsinter zai verwenden, weil die sich bei der Reduktion im Wasserstoffstrom bildenden Oxydkörner sich zwischen die Eisenfeinteilchen legen und eine gewisse Isolation derselben gegeneinander bewirken, wodurch eine entsprechende Menge an Isoliermitteln erspart wird. Schließlich ist es auch nicht mehr neu, auf den Einzelteilchen des Eisenpulvers eine isolierende Hülle auf chemischem Wege zu erzeugen.
• Bei den bisherigen Verfahren zur Gewinnung wirbelstromverlustarmer Kernbaustoffe ging man also im Wesen blichen von gewöhn-Z, elektrisch leitendem Eisenpulver aus, dessen elektrische Leitfähigkeit auf mechanischem Wege und durch ein mechanisches Mittel oder auch auf chemischem Wege verringert bzw. aufgehoben wurde.
• Im Gegensatz zu den bisher bekanntgewordenen Verfahren zur Herstellung wirbelstromverlustarmer Kernkörper wird erfilidungsgemäß der Spulenkernkörper selbst ausschließlich aus ferromagnetischen Partikelchen aufgebaut, welche gleichsam in statu nascendi mit einer ,elektrisch isolierenden Oberfläche versehen werden. Die Größe der einzelnen Partikelchen hat man bei der Ausübung des Verfahrens in weiten Grenzen in der Hand. Bei der Wahl des an der Oberfläche eines jeden Partikelchens leerzustellenden Isolierstoffes kann man außer auf den Gleichstromwiderstand auch auf die erforderliche Hochfrequenzverlustfreiheit Rücksicht nehmen, da das Prinzip des Verfahrens zahlreiche Abwandlungen gestattet.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht im Prinzip darin, daß reduzierbare Verbindungen von permeablen Metallen, beispielsweise Hydroxyde, basische Carbonate, Carbonate oder Salze von organischen Säuren molekular durch gemeinsame Fällung mit geeignet gewählten Verbindungen anderer Stoffe ge- mischt werden, welche unter den Bedingun# gen der thermischen Reduktion der permeablen Metallverbindungen nicht reduziert werden und dabei einen elektrischen Isolierstoff bil# den, und daß das Verbindungsgemisch in einer reduzierenden Atmosphäre einer thermischen Behandlung unterworfen wird.
• An Stelle von Verbindungen reiner Metalle kann man zur Herstellung von ferromagnetischem Pulver, ausgehend von Verbindungsgemischen zweier oder mehrerer permeabler Metalle, zu Pulvern von beispielsweise Eisen-Nickel-Legierungen oder sonstigen als permeabel bekannten Legierungen gelangen. Bei gewissen Isolierstoffen ist es günstig, in gewissen Fällen sogar notwendig, die Zusammensetzung der permeablen Legierung so zu wählen, daß ihr thermischer Ausdehnungskoeffizient mit dem des Isolierstoffes in Einklang gebracht wird.
• Als den Isolierstoff bildende Verbindungen für den vorliegenden Zweck kommen z. B. Chromoxyd, Magnesiumoxyd und Aluminiumoxyd in Frage.
• Für die Bildung von Isolierstoffen, welche die Forderung einer hinreichenden Hochfrequenzverlustfreiheit erfüllen, kommen z. B. Magnesiumsilicate in Frage, zu deren Herstellung beispielsweise die Fällung der Metallsalzlösungen mit beispielsweise Alkalihydroxyd- bzw. -carbonatlösungen erfolgt, denen eine der vorhandenen Magnesiummenge entsprechend berechnete Alkalisilicatmenge zugesetzt ist, welche sich im Endergebnis der Reduktion und thermischen Behandlung entsprechend der gewählten stöchiometrischen Verhältnisse zu einem bestimmten vorgegebenen Magnesiumsilicat verbindet. Die Herstellung des Magnesiumsilieatisolierstoffes ist jedoch auch in der Weise möglich, daß man das nur auch Magnesiumsalze enthaltende Metallsalzgemisch vor oder nach der ersten Reduktion mit einer entsprechenden stöchiometrischen Menge fein verteilten Siliciumoxydes mischt und das Gemisch alsdann einer weiteren Wärmebehandlung in neutraler oder reduzierender Atmosphäre unterwirft.
• Bei der Ausübung des Verfahrens geht man so vor, daß man das gelartige Gemisch der obenerwähnten Verbindungen von breiartigem Zustand zu einem harten Kuchen trocknet, welcher sodann durch Zerkleinern und Sieben in eine bestimmte Korngröße gebracht wird, wobei die durch die erste Siebung erzielte Körnchengröße für den gesamten weiteren Prozeß bestimmend ist. Bei der ersten Reduktion, die vorzugsweise in einer Wasserstoffatmosphäre vorgenommen wird, welche man gegebenenfalls zum Zwecke der Kühlung oder der Verlangsamung der Reduktion mit ,.geeigneten inerten Gasen versetzen kann, bleiwj5dZi die einzelnen durch die Siebung herge-;,it@l:'lten Körnchen im wesentlichen erhalten üf@d backen nur an ihren Begrenzungsflächen zusammen, wenn die Dauer und die Temperatur der thermischen Reduktion entsprechend den jeweiligen Verhältnissen gewählt wird. Grundsatz für diese thermische Behandlung ist einmal der, daß die Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Eisens bzw. der ferromagnetischen Legierung sowie des zu erzeugenden Isolierstoffes bleiben muß, und daß die leicht durch Erfahrung zu bestimmende Dauer der thermischen Behandlung so bemessen wird, daß der sich bei der Reduktion bildende zusammenbackende Kuchen in geeigneter Weise wieder zerkleinert und dabei gemäß dem Gefüge der Ausgangskörnung zerlegt werden kann, worauf wiederum eine Siebutig des Pulvers mit einem unter Berücksichtigung des Schwundes dem Ausgangssiebe in seiner Feinheit entsprechenden Siebe erfolgt.
• Nach dem Zerkleinern wird die thermische Behandlung des Pulvers noch ein oder ineltrere Male wiederholt, wobei sich in sämtlichen bisher durchgeführten Versuchen von Reduktion zu Reduktion zunächst eine Zunahme der Permeabilität mit einer gleichzeitig fortschreitenden Zunahme des elektrischen Widerstandes des sich dabei bildenden Pulvers bis zu einem gewissen Höchstwert der Güte des Pulvers zeigt. Die Zahl der einzelnen erforderlichen Reduktionsschritte ist von Fall zu Fall nach den eben gegebenen Richtlinien durch Versuche zu bestimmen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von elektrisch nicht leitendem Pulver mit magnetischer Permcabilität für die Herstellung von Massekernen, dadurch gekennzeichnet, daß reduzierbare Verbindungen von permeablen Metallen molekular durch gemeinsame Fällung mit Verbindungen anderer Stoffe gemischt werden, welche unter den Bedingungen der thermischen Reduktion der permeablen Metallverbindungen nicht reduziert werden und dabei einen elektrischen Isolierstoff bilden, und daß das Verbindungsgemisch in einer reduzierenden Atmosphäre einer thermischen Behandlung unterworfen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das gelartige Verbindungsgemisch von breiartigem Zustand zu einem harten Kuchen getrocknet wird, welcher sodann zerkleinert wird, worauf durch Sieben bestimmte Korngrößen abgesondert werden, welche durch das ganze Verfahren hindurch, abgesehen von dem bei der Reduktion und der thermischen Behandlung eintretenden Schwund; erhalten bleiben und die Korngröße des Endstoffes bestimmen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Behandlung nach jeweils voraufgehender Zerkleinerung und Siebung ein oder mehrere Male wiederholt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildung des elektrischen Isolierstoffes Metalloxyde verwendet werden, welche unter den Bedingungen der Eisen- und Nickelreduktion nicht reduziert werden, wie beispielsweise Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd, Chromoxyd.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildung des elektrischen Isolierstoffes Stolte von geringem Hochfrequenzverlustwinkel verwendet werden, beispielsweise Silicate, Borate, Phosphate, Titanate von Magnesium und Aluminium.
6. 6. Permeables Pulver von hohem elektrischem Widerstand, welches nach dem Verfahren der Ansprüche i bis 5 hergestellt ist.