PL167374B1

PL167374B1 - Magnetodlelektryk

Info

Publication number: PL167374B1
Application number: PL29476192A
Authority: PL
Inventors: Witold Missol; Leszek Siarzewski; Szymon Adamczak; Zbigniew Zaleski; Wladyslaw Filipowicz; Dionizy Bialo
Original assignee: Inst Metali Niezelaznych
Priority date: 1992-06-01
Filing date: 1992-06-01
Publication date: 1995-08-31
Also published as: PL294761A1

Abstract

1. Magnetodielektryk o indukcji nasycenia nie mniejszej od 0,8 T, w skład którego wchodzi proszek żelaza i/lub proszek stopów żelazo-nikiel i/lub proszek stopów żelazo-krzem w ilości 94-99,65% wagowych oraz dielektryk, w szczególności szkło wodne i żywice syntetyczne, izolujący elektrycznie cząstki ferromagnetyków i wiążący proszkowe składniki materiału w trwałą kształtkę w ilości 0,1-3% wagowych, znamienny tym, że zawiera dodatkowo proszek ferrytów magnetycznie miękkich i/lub proszek ferrogranatów w ilości 0,25-5% wagowych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest magnetodielektryk o indukcji nasycenia nie mniejszej od 0,8 T, do zastosowań w elektrotechnice.

Znane magnetodielektryki o wysokiej indukcji nasycenia składają się z proszków żelaza i z proszków stopów magnetycznie miękkich, takich jak stopy Fe-Ni o zawartości wagowej

5-50% Ni i stopy Fe-Si o zawartości 1-4% Si oraz dielektryków utwardzanych przez wygrzewanie po uformowaniu materiału, takich jak na przykład szkło wodne, szelak, żywice syntetyczne, spełniających rolę izolatora elektrycznego pomiędzy cząstkami ferromagnetyków i równocześnie lepiszcza, spajającego składniki materiału w trwałą kształtkę. Zawartość ferromagnetyka waha się w nich od 94% do 99,8%, resztę stanowi dielektryk. Często część dielektrycznego lepiszcza zastępowana jest przez twarde izolacyjne proszki ceramiczne, takie jak sproszkowana porcelana i tlenek magnezu w ilościach 0,25-5% wagowych, które w trakcie prasowania kształtek zapobiegają powstawaniu zbyt wielu kontaktów między cząstkami proszków ferromagnetyków, przez co obniżają stratność i poprawiają dobroć uzwojonych rdzeni w.zmiennych polach magnetycznych. Szkło wodne i żywice syntetyczne występujące w materiale przed uformowaniem w stanie nieutwardzonym wykazują własności plastyczne, wskutek czego zostają w trakcie prasowania wyciśnięte spomiędzy cząstek stopów na osnowie żelaza, co częściowo niweluje ich działanie jako izolatora elektrycznego.

Niedogodnością dotychczas stosowanych magnetodielektryków jest znaczny udział objętościowy niemagnetycznego dielektryka, co uniemożliwia uzyskiwanie przez rdzenie w zmiennych polach elektrycznych silnego strumienia magnetycznego lub wysokiej indukcyjności przy wymaganej stratności lub dobroci. Tak na przykład rdzeń toroidalny 0 35 / 0 20 x 7,5 mm o składzie 98% drobnoziarnistego proszku żelaza, 1% szkła wodnego i 1% MgO wykazuje po nawinięciu 200 zwojów indukcyjność zaledwie 1,8 mH przy częstotliwości 1 kHz oraz dobroć Q500 pF = 9 przy częstotliwości rezonansowej około 150 kHz, zaś indukcję 0,4 T pod działaniem pola magnetycznego o natężeniu 2,5 kA/m i stratność Pi = 10 W/kg, obie ostatnie wartości przy częstotliwości 50 Hz.

Magnetodielektryk według wynalazku zawierający proszek żelaza i/lub proszek stopów żelazo-nikiel i/lub proszek stopów żelazo-krzem w ilości 94-99,65% wagowych oraz dielektryki, w szczególności szkło wodne i żywice syntetyczne w ilości 0,1-3% wagowych charakteryzuje się tym, że zawiera dodatkowo proszek ferrytów magnetycznie miękkich i/lub ferro167 374 granatów w ilości 0,25-5% wagowych, przy czym jako ferryty stosuje się korzystnie ferryty niklowo-cynkowe i/lub ferryty manganowo-cynkowe i/lub ferryty magnezowo-manganowe.

Magnetodielektryk według wynalazku zapewnia uzyskanie przez rdzenie z niego wykonane silnego strumienia magnetycznego lub wysokiej indukcyjności w zmiennych polach elektrycznych przy wymaganej stratności lub dobroci.

Poniżej podano przykłady składów i własności magnetodielektryków według wynalazku.

Przykład I. Magnetodielektryk zawiera wagowo: 97,4% drobnoziarnistego proszku żelaza, 1,5%o proszku ferrytu niklowo-cynkowego, 1,1% szkła wodnego. Po wygrzaniu utwardzającym (odpędzeniu wody ze szkła wodnego) rdzeń toroidalny 0 35 / 0 20 x 7,5 mm wykazuje po nawinięciu 200 zwojów indukcyjność 2,3 mH przy częstotliwości 1 kHz oraz dobroć Q5oo pF - 35 przy częstotliwości rezonansowej ok. 150 kHz, zaś indukcję 0,5 T w polu o natężeniu 2,5 kA/m i stratność P> = 6 W/kg, obie ostatnie wartości przy częstotliwości 50 Hz.

Przykład II. Magnetodielektryk zawiera wagowo: 96,8% proszku stopowego Fe Ni 50, 2,5% proszku ferrytu manganowo-cynkowego, 0,7% proszku żywicy epoksydowej Epidian 101. Po termoutwardzeniu rdzeń toroidalny 0 35 / 0 20 x 7,5 mm wykazuje po nawinięciu 200 zwojów indukcyjność 1,5 mH przy częstotliwości 1 kHz oraz dobroć Q₅00 pF = 18 przy częstotliwości rezonansowej ok. 150 kHz, zaś indukcję 0,8 T w polu o natężeniu 2,5 kA/m i stratność P> = 3 W/kg, obie ostatnie wartości przy częstotliwości 50 Hz.

Przykład HI. Magnetodielektryk zawiera wagowo: 98,8% gruboziarnistego proszku żelaza, 0,7% proszku ferrytu magnezowo-manganowego, 0,5% szkła wodnego. Po wygrzaniu utwardzającym rdzeń toroidalny 0 35 / 0 20 x 7,5 mm wykazuje po nawinięciu 200 zwojów indukcyjność 1,8 mH przy częstotliwości 1 kHz oraz dobroć Q₅00 pF = 5 przy częstotliwości rezonansowej ok. 150 kHz, zaś indukcję 1,3 T w polu o natężeniu 2,5 kA/m i stratność P1 = 6,5 W/kg, obie ostatnie wartości przy częstotliwości 50 Hz.

Przykład IV. Magnetodielektryk zawiera wagowo po 48,7% gruboziarnistych proszków żelaza i stopu FeNi 50, 2% proszku ferrogranatu oraz 0,6% proszku żywicy epoksydowej Epidian 101. Po termoutwardzeniu rdzeń toroidalny 0 35 / 0 20 x 7,5 mm wykazuje po nawinięciu 200 zwojów indukcyjność 1,8 mH przy częstotliwości 1 kHz oraz dobroć Q5oo pF = 15 przy częstotliwości rezonansowej ok. 150 kHz, zaś indukcję 1 T w polu o natężeniu 2,5 kA/m i stratność P1 = 2,5 W/kg, obie ostatnie wartości przy częstotliwości 50 Hz.

Przykład V. Magnetodielektryk zawiera wagowo po 48,7% drobnoziarnistych proszków żelaza i stopu FeSi, 3,1% proszku ferrytu niklowo-cynkowego, 0,5% proszku ferrogranatu, 1,1% szkła wodnego. Po wygrzaniu utwardzającym rdzeń toroidalny 0 35 / 0 20 x 7,5 mm wykazuje po nawinięciu 200 zwojów indukcyjność 2,4 mH przy częstotliwości 1 kHz oraz dobroć Q5oo pF = 49 przy częstotliwości rezonansowej ok. 150 kHz, zaś indukcję 0,6 T w polu o natężeniu 2,5 kA/m i stratność P1 = 4 W/kg, obie ostatnie wartości przy częstotliwości 50 Hz.

167 374

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Magnetodielektryk o indukcji nasycenia nie mniejszej od 0,8 T, w skład którego wchodzi proszek żelaza i/lub proszek stopów żelazo-nikiel i/lub proszek stopów żelazo-krzem w ilości 94-99,65% wagowych oraz dielektryk, w szczególności szkło wodne i żywice syntetyczne, izolujący elektrycznie cząstki ferromagnetyków i wiążący proszkowe składniki materiału w trwałą kształtkę w ilości 0,1-3% wagowych, znamienny tym, że zawiera dodatkowo proszek ferrytów magnetycznie miękkich i/lub proszek ferrogranatów w ilości 0,25-5% wagowych.
2. Magnetodielektryk według zastrz. 1, znamienny tym, że jako ferryty stosuje się korzystnie ferryty niklowo-cynkowe, ferryty manganowo-cynkowe i ferryty magnezowo-manganowe.