DE952199C

DE952199C - Magnetkern fuer Spulen der Elektrotechnik

Info

Publication number: DE952199C
Application number: DEK19790D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kuerth
Original assignee: RUDOLF KUERTH
Current assignee: RUDOLF KUERTH
Priority date: 1945-03-21
Filing date: 1945-03-21
Publication date: 1956-11-15

Description

Magnetkern für Spulen der Elektrotechnik Es ist bekannt, Kerne für Spulen der Elektrotec'linik aus dünnen magnetisierbaren Blechen aufzubauen, wobei die einzelnen Blechlamellen gegeneinander, beispielsweise durch Zwischenlegen von dünnen Isolierstoffolien, elektrisch isoliert werden. Der mechanische Aufbau derartiger Kerne ist relativ kostspielig und umständlich, da die beispielsweise verwendeten Blechlamellen mit einer Dicke von etwa 0,3 mm und weniger sauber und satt anieinandergebündelt werden müssen. Die Kerne haben gegenüber den Ganzmetallkernen den Vorteil geringerer Wirbelstromverluste.
Die Erfindung bezieht -sich auf einen gesinterten Magnetkern für Spulen der Elektrotechnik, der gegenüber den bekannten Kernen verringerte Wirbelstromverluste und eine erhöhte mechanische Stabilität aufweist; sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Erfindungsgemäß besteht der Magnetkern aus abwechselnd aneinandergereihten magnetischen oder magnetisierbaren metallkeramischen und nichtleitenden oxydkeramischen Schichten oder nichtleitenden Schichten aus Siliciumkarbid oder Borkarbid. Die gesinterten Kerne nach der Erfindung können bei dem Verfahren nach der Erfindung derart hergestellt werden, daß zunächst die verschiedenartigen Schichten getrennt im Sinterverfahren hergestellt, dann geschichtet und durch Pressen oder Vorsintern verbunden sowie durch Nachsintern, Pressen oder Schmieden weiter verfestigt werden. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vor allem darin zu sehen, daß Magnetkerne beliebiger Abmessungen und Formen verhältnismäßig rasch und einfach hergestellt werden können.
Besondere Vorteile dieser Art ergeben-sich, wenn in Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver-Verfahrens die einzelnen Schichten aus Körnern der magnetisierbaren und der nichtleitenden Stoffe bestehen, die getrennt nacheinander aufgestreut, gepreßt, vorgesintert, nachgepreßt oder nachgeschmiedet und - falls notwendig - nachgesintert werden. Es ist dabei zweckmäßig, die abwechselnd in der geforderten Dicke aufeinandergestreuten Schichten -zunächst leicht zu sintern und dann entsprechend weiterzubehandeln.
Die, Erfindung ermöglicht die Herstellung sehr dünner ferromagnetischer Schichten zwischen ebenfalls sehr dünnen Folien aus wirksamen Nichtleitern. Man kann beispielsweise eine Schicht von 5o ,u Dicke aus Siliciumkarbid (Si C) streuen, darauf eine Schicht aus Eisenpulver dieser Stärke, dann wieder eine Schicht Siliciumkarbid usf.
Der so in einer-entsprechenden Form geschichtete Körper wird dann gepreßt, so daß die einzelnen Körnex sich nebeneinander in die zwischen ihnen vorhandenen Hohlräume und fest aufeinander pressen. Durch das Pressen entsteht auch unter Mitwirkung der Reibungswärme ein fester Körper z. B. in Kernform, als Blech, Streifen usf. Dieser Körper wird gesintert. Er kann nochmals unter hohem Druck gepreßt oder geschmiedet werden. Auch Nachsintern ist vorteilhaft.
Die Arbeitsweise hat den Vorteil, daß die Körper ohne Nacharbeit@fertigggestellt werden können.
Es ist zweckmäßig, für die abwechselnden ferromagnetischen und die nichtleitenden Schichten Stoffe zu verwenden, die gleiche oder nahe beieinanderliegende Sintertemperaturen aufweisen.
Als Nichtleiter können alle oxydkeramischen Stoffe verwendet werden, die sich im weit zerkleinerten Zustande durch Sintern verfestigen lassen. Auch Glas ist als Nichtleiter geeignet. Je nach seiner Zusammensetzung liegt sein Erweichungspunkt zwischen q.2o und 82o°. Für Eisenpulver gelten die gleichen Temperaturen je nach dem Anteil von weiteren Legierungskomponenten.
Das Sintern der fein aufgeteilten bis. zu kolloidalenAbmessungen vorliegendenferromagnetischen und nichtleitenden Partikel erfolgt rasch und kann stoßweise erzielt werden. Die Versuche haben ergeben, _daß die Körner, Kristalle, Pulver um so rascher sintern, je feiner sie aufgeteilt sind. Besonders wirtschaftlich ist das Sintern im elektrischen Hochspannungshochfrequenzfeld. Die dabei von innenherauseintretendeErhitzunggewährleistet, daß die Partikel ihre Lage in den Schichten beibehalten. Bei den sonst üblichen Erhitzungen können leicht von außen her Verschiebungen der Schichten gegeneinander eintreten. Bei der Schichtenbildung nach der Erfindung ist von besonderem Vorteil, daß die von den ferromagnetischen Stoffen hoher Dielektrizitätskonstante aufgenommenen Energien aus dem elektrischen Hochfrequenzfeld in Wärme umgewandelt und als solche gespeichert werden. Denn die um die ferromagnetischen Stoffe angeordneten Nichtleiterschichten verhindern den Wärmeübergang durch Leitung, Strahlung und Konvektion.
Nach der Erfindung können Schichten beliebiger Stärke, z. B. in kolloidalen Abmessungen hergestellt werden. Die Schichten stellen disperse Systeme dar und sind fest miteinander verbunden, da sich ihre Oberflächen beim Preßvorgang innig berühren. Die einzelnen .Schichten können verschieden stark ausgeführt werden. Zum Beispiel kann jede ferromagnetische Schicht doppelt so stark gestreut werden wie die nichtleitenden Schichten.
Die hergestellten Körper haben eine erhebliche Elastizität, sie weisen große Festigkeitswerte auf und sind insbesondere für die Verwendung in Hochfrequenzfeldern geeignet.
Man hat es durch die Art der Sinterung und deren Geschwindigkeit in der Hand, Diffusionen zwischen dem Siliciumkarbid, der Glasart usf. und dem Eisen hervorzurufen. Der elektrische Widerstand des ferromagnetischen Stoffes kann dadurch auf einfache Weise gesteigert werden. Die elektromagnetischen Eigenschaften werden dadurch verbessert. Durch die sehr dünnen abwechselnden Schichten werden insbesondere die Wirbelstromverluste niedrig gehalten.
Es ist bei Anwendung der Erfindung ohne weiteres möglich, als metallkeramische Materialien Karbide und Nitride ferromagnetischer Stoffe anzuwenden und die Trennschichten aus Si'liciumkarbid oder Borkarbid herzustellen und gleiche Sintertemperaturen anzuwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Magnetkern für Spulen der Elektrotechnik, dadurch gekennzeichnet, daß er aus magnetischen oder magnetisierbaren metallkeramischen und aus nichtleitenden oxydkeramischen Schichten oder nichtleitenden Schichten aus Siliciumkarbid oder Borkarbid besteht.
2. Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenartigen Schichten getrennt im Sinterverfahren hergestellt, dann geschichtet und durch Pressen oder Vorsintern verbunden werden, worauf sie durch Nachsintern, Pressen oder Schmieden weiter verfestigt werden.
3. Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichten getrennt nacheinander aufgestreut, vorgepreßt und vorgesintert werden, worauf sich eine Nachbehandlung zur weiteren Verfestigung - Nachpressen, Schmieden oder Sintern - anschließt. q..
Magnetkern nach. den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die-= ferromagnetischen und die nichtleitenden Antieile gleiche Sintertemperatur haben. -
5. Sinterwerkstoff nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen - Be-Standteile aus Karbiden oder Nitriden ferromagnetischer Stoffe bestehen.
6. Magnetkern nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die nichtleitenden Bestandteile aus Glas bestehen..