Geum.ru

Название файла

Вид материалаДоклад
Подобный материал:

Внимание!!! Название файла тезисов должно соответствовать имени докладчика латиницей

Cx-X

Композиционные магнитно-мягкие материалы на основе порошков железа и перспективы их применения в технике

Г.А. Говор, А.К. Вечер, В.И. Митюк

Начно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению, Беларусь

В настоящее время рядом фирм производятся композиционные магнитно-мягкие материалы на основе различных порошков железа с изолирующими слоями на поверхности частиц железа. Изолирующие слои препятствуют частицам железа контактировать друг с другом. В результате свойства известных композиционных магнитно-мягких материалов близки к свойствам ламинированных сердечников из электротехнической стали.

Для получения композиционных материалов нашли применение относительно дорогие порошки молибденового пермаллоя (МРР), сендаста и порошки с высокой индукцией High Flux (HF) и некоторые другие порошки на основе железа.

Однако наличие распределенного изолирующего немагнитного зазора приводит к снижению максимальной магнитной проницаемости материала до μm=100 - 300 и величины магнитной индукции порядка Bm = 1 Тесла.

Существенный прогресс в улучшении магнитных свойств композиционных материалов достигнут в настоящей работе за счет использования в качестве изолирующих покрытий различных магнитных оксидов – ферритов. При этом толщина изолирующих покрытий частиц железа была снижена до десятков нанометров [1].

Исследованы различные методы получения реакционных покрытий на поверхности частиц железа. А именно, метод высокотемпературного твердофазного синтеза в вакууме при температуре 900ºС, метод низкотемпературного реакционного синтеза разложением исходных компонентов и некоторые другие. В результате исследований оптимальным оказался метод предварительного нанесения покрытий с последующей ферритизацией поверхности частиц железа в процессе синтеза.

Предложенный метод образования реакционных покрытий на поверхности частиц железа позволил при давлении прессования порядка 5000-6000 кг/см2 получить плотность готовых изделий после спекания 7,3-7,5 г/см3 .

Исследование суммарных потерь на перемагничивание в частотном диапазоне до 2 кГц и магнитной индукции до 1,5 Тесла композиционных материалов с МДМ-структурой при использовании в качестве изолятора частиц железа магнитного диэлектрика проводились с использованием водно-распыленных порошков Atomet 1001HP и ASC 100.29 совместно с Институтом электрических машин Вроцловского университета.

С использованием разработанных композиционных материалов на основе порошков железа ASC 100.29 разработаны и изготовлены опытные образцы инверторных источников питания до 10 кВт в частотном диапазоне до 100 кГц, дросселей различного назначения, опытные образцы электродвигателей для частотного диапазона до 20 кГц

Преимущества композиционного материала с МДМ-структурой на основе порошков железа ASC 100.29 становится очевидными при использовании в источниках питания с частотой до 100 кГц при мощностях выше 1 кВт. При мощностях до 1 кВт меньшие значения магнитной проницаемости требуют в сравнении с ферритными системами большего числа витков, и как следствие, растут потери в меди.

Надежность и стабильность работы в различных условиях источников питания на трансформаторах с сердечником из композиционного материала, определяемая высоким значением температуры Кюри – выше 800°С и магнитной индукцией насыщения 2,1 Тесла, компенсирует затраты на дополнительный расход медного провода и связанные с ним потери для источников с мощностью меньше 1 кВт.

Проведенные предварительные исследования композиционного магнитного материала на основе порошков железа ASC 100.29 и Atomet 1001HP, поверхность которых капсулирована ферритом, показали перспективу их применения в качестве дросселей, высокочастотных трансформаторов и статоров и роторов электромашин.

  1. Г.А.Говор, В.В. Михневич. Неорг. Мат., 43, с 1-3 (2007).