Hur tillverkas nanokristallina kärnor

Exakt vad är metalliska nanokristaller?

 

Termen "mjuk" i magnetik hänvisar till ett magnetiskt material som uppvisar en låg koercitivitet, till exempel en legering som bildas genom att kristallisera en Fe-baserad legering av amorfa magnetiska material. Nanokristallkorn är jämnt fördelade i detta materials amorfa (eller icke-kristalliserade) tillstånd.

 

Vid omgivningstemperatur är detta material ferromagnetiskt, och när det kombineras med nanokristaller uppnår det låg mättnadsmagnetostriktionskonstant, vilket gör det till ett otroligt mjukt magnetiskt material.

 

På grund av dess överlägsna egenskaper jämfört med traditionella magnetiska material, användes detta material främst i chokespolar och transformatorer för kraftelektronik. På grund av dess anmärkningsvärda egenskaper kan dess komponenter vara betydligt mindre.

 

 

Fördelar med nanokristallina kärnor

 

Flera utmärkande och värdefulla egenskaper finns i nanokristallina material.Nanokristallin transformatorkärnaMaterialens anmärkningsvärda mekaniska, kemiska, elektriska och kvantfunktioner har stimulerat betydande teknisk innovation under de senaste decennierna och är redo att driva på betydligt fler innovationer under de kommande åren.

 

1. Hög effekttäthet

Effekttätheten är flera storleksordningar högre än ferrit och amorfa alternativ. På grund av deras minimala benägenhet att ändra form under magnetism,nanokristallin transformatorkärnamaterial är idealiska för-högfrekventa applikationer.

 

2. Utmärkt permeabilitet

Den mest märkbara egenskapen hos kärnor är deras höga permeabilitet. Det sammanfaller med det elektromagnetiska fältets riktning och kan lätt polariseras.

Dessutom ökar de ledarens skapande av elektrisk drivkraft. Förändringen i strömflödet sänker gradvis antalet varv i lindningarna.

 

3. Minimal kärnförlust

Material skapar mycket värme samtidigt som de interagerar med magnetism. Magnetisk kärnförlust förväntas när det magnetiska flödet i kärnan ändras. Nanokristallina kärnor har mindre värme än vanliga kärnor eftersom de minskar kärnförlusten. Som ett resultat är de mycket effektiva när de hanterar AC-motorer.

 

4. Induktion av hög mättnad

De minskar effektivt komponentens storlek. Denna färdighet tillåter dem att begränsa storleken på sina kärnor.

 

5. Tvångskraften är låg

Magnetiska material måste ha ett lågt magnetiskt kraftmotstånd. När ett material har hög koercitivitet är det inte lätt att magnetisera det, och det tar lång tid och mycket kraft.Nanokristallina kärnorhar låg koercitivitet, vilket gör magnetiseringen enkel.

 

6. De har en exceptionellt hög Curie-temperatur

Curie-temperatur är den temperatur vid vilken magnetiska material dramatiskt ändrar sina egenskaper. Eftersom nanokristallina material har höga curie-temperaturer kan de fungera helt i 120 grader.

 

7. Stark värmestabilitet

Under magnetisering kan nanokristallina kärnor generera bara en liten mängd värme. Det är fördelaktigt för kärnan på grund av att ju mer betydande värmestabiliteten är, desto bättre är kärnans effektivitet. Med sin höga värmetålighet har nanokristallina kärnor en minimal kärnförlust.

 

 

Nanokristallina kärnor Tillverkningsmaterial

 

Tillverkningstekniken för NC-prover skiljer sig väsentligt från den som används för keramiktillverkning eftersom den slutliga kärnan genereras av en kontinuerlig laminär struktur som lindas in.

 

1. Metaller som används

Nickeljärn och kiseljärn är de mest använda metallerna vid framställningennanokristallin toroidkärna. Tack vare en ny leverantör har en masterdistributör av magnetiska och termiska material introducerat ett omfattande utbud av amorfa kärnor, skräddarsydda nanokristallina kärnor och 80 % nickel-järnlegeringskärnor i sitt lager.

 

2. Amorft band

Det amorfa bandet har fördelen av att inte ha kristallina strukturer som andra magnetiska material eftersom amorfa metaller inte har det. Eftersom atomerna i en amorf metall är slumpmässigt organiserade, är dess resistivitet ungefär tre gånger högre än dess kristallina ekvivalent.

Amorfa legeringar skapas genom att kyla smältan med en hastighet av cirka 1 miljon grader per sekund.

 

3. Grundläggande kärnämnen

Toroid, gapad toroid, skurna kärnor och specialiserade stansningar är bland kärnkonfigurationerna. Med inkluderandet av dessa artiklar är det nu möjligt att erbjuda konkurrenskraftiga priser på låg-magnetiska design utöver de hög-magnetiska designer som tidigare stöddes.

 

4. Nanokristallint band

Det nanokristallina bandet innefattar Fe, Si och B med Nb- och Cu-tillsatser. Precis som ett amorft band skapas det genom en snabb kylning till ett tunt band som initialt är amorft och sedan kristalliseras i en andra värmebehandling vid 500-600 grader Celsius.

Detta ger en mikrostruktur med små kornstorlekar på 10 nanometer, alltså termen nanokristallin.

 

5. Amorfa kärnor med luftgap

Amorfa strypkärnor i standard och skräddarsydda storlekar med plasthöljen, epoxibeläggning eller lackimpregnerad är bland de konfigurationer och applikationer som tillhandahålls. De amorfa skurna kärnorna finns i typiska ACC-storlekar och skräddarsydda design.

 

Chokespolar är ett dagligt bruk. Amorfa strypkärnor med luftspalter finns också i standard- och skräddarsydda storlekar, med plasthölje, epoxibeläggning eller lackbelagd.

 

Minskad magnetisk komponentvolym, höga relativa permeabilitetsvärden och stabil drift vid höga temperaturer är alla fördelar med -järnbaserade nanokristallina material. Dessa egenskaper definieras huvudsakligen av produktionsförfarandet.

 

 

Förfarandet

 

· Kompositionen har en två-fasstruktur av en ultra-finkornig fas av FeSi inbäddad i ett 7-25 mikrometer tjockt amorft band.

· Kärnmaterialet smälts genom att värma det till 1300 grader och sedan placera det på ett vatten-kylt hjul, som kyler det till 20 grader.

· Det resulterande amorfa metallbandet glödgas i närvaro av tvärgående och longitudinella magnetfält.

· Som ett resultat av denna behandling förändras de magnetiska egenskaperna, och den amorfa strukturen genererar ultrafina kristaller med typiska storlekar från 7 till 20 nm, vilket resulterar i det nanokristallina materialet.

· Det sista steget i denna process är att applicera en skyddande beläggning eller plasthölje för att skydda de erhållna kärnorna från tejpens sprödhet.