Der Einfluss der Pulvermorphologie auf die magnetischen Eigenschaften von FeNi50-Magnetpulverkernen
Einführung
Der FeNi50-Magnetpulverkern ist ein weichmagnetisches Material der neuen Generation, das durch Pressen von Legierungspulver nach einer Isolierbeschichtung hergestellt wird. Im Vergleich zu anderen weichmagnetischen Materialien zeichnet er sich durch eine hohe magnetische Permeabilität, geringe Leistungsverluste und ein hervorragendes Gleichstromüberlagerungsverhalten aus. In den letzten Jahren hat der FeNi50-Magnetpulverkern breite Anwendungsmöglichkeiten in Resonanznetzteilen, Schaltnetzteilen und Filtern gefunden. Er ist wSie finden breite Anwendung in der Hochfrequenz-Leistungselektronik, der Präzisionssensorik, der elektromagnetischen Abschirmung, im 3D-Druck und in der Pulvermetallurgie sowie in der Militär- und Luft- und Raumfahrtindustrie usw. – also in High-End-Bereichen.
Die im Gaszerstäubungsverfahren hergestellten Legierungspulver haben aufgrund ihrer hohen Rundheit, ihrer engen Partikelgrößenverteilung und ihrer hohen Schüttdichte im Bereich der Magnetkerne an Beliebtheit gewonnen. Derzeit konzentriert sich die Forschung zu Magnetkernen auf der Basis gaszerstäubter Magnetpulver hauptsächlich auf den Einfluss der Legierungszusammensetzung des Pulvers und der Beschichtungsverfahren auf die magnetischen Eigenschaften, während die scheinbaren Eigenschaften der Pulver weniger untersucht werden. Im Allgemeinen hat die Partikelgröße der Pulver einen erheblichen Einfluss auf die magnetische Permeabilität der Magnetkerne, und die Oberflächenmorphologie beeinflusst die Beschichtungseffekte des Pulvers, was wiederum die magnetische Permeabilität und die Leistungsverluste der Magnetkerne beeinflusst.
Experiment
FeNi50-Legierungspulver mit unterschiedlichen Oberflächenmorphologien und Partikelgrößenverteilungen wurden im Rahmen von Experimenten untersucht, wobei der Schwerpunkt auf der Untersuchung der Auswirkungen der Pulvermorphologie und der Partikelgröße auf die magnetischen Eigenschaften von FeNi50-Magnetkernen lag.
Informationen zum Pulver:
● Name: FeNi50-Weichmagnetpulver
● Marke: TRUER
● Note: FeNi50
● Partikelgröße: 15–45 µm
● Chemische Zusammensetzung
TRUER-Chargennummer: 20260119-G
● Morphologie:
Die Morphologie des im Experiment verwendeten FeNi50-Legierungspulvers ist in Abbildung 1 dargestellt.
● Durchlässigkeit:
Abbildung 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der effektiven Permeabilität eines Magnetpulverkerns aus FeNi50 und der Pulvermorphologie.
Es ist zu erkennen, dass die effektive Permeabilität zunimmt, wenn die Anzahl der Satellitenkugelpartikel im Pulver abnimmt. Liegt der Anteil der Satellitenkugeln unter 7,81 TP3T, verläuft die Veränderung der Permeabilität zunehmend sanfter. Steigt der Anteil der Satellitenkugeln im Pulver, nimmt die Oberflächenglätte des Pulvers ab und die spezifische Oberfläche des Pulvers zu. Bei der Pulverbeschichtung kann es zu einer unzureichenden oder unvollständigen Beschichtung kommen; gleichzeitig kann der Beschichtungsfilm während des Pressvorgangs aufgrund der Unebenheiten der Pulveroberfläche unter dem Einfluss von hohem Druck reißen, was sich negativ auf das Beschichtungsergebnis auswirkt. Liegt der Anteil an Satellitenkugeln unter 7,8%, ist der Einfluss auf die Formgebung des Magnetkerns aufgrund des geringen Anteils an Satellitenkugeln relativ gering, weshalb die Änderung der effektiven Permeabilität nicht signifikant ist.
● PLeistungsverlust
Abbildung 3 zeigt den Zusammenhang zwischen Leistungsverlust und Pulvermorphologie unter den Testbedingungen von 100 kHz/50 mT.
Der Leistungsverlust nimmt ab, wenn die Anzahl der Satellitenkügelchen abnimmt. Obwohl die Anzahl der Satellitenkügelchen abnimmt, sinkt die Wahrscheinlichkeit der Brückenbildung zwischen den Pulverpartikeln, und die Pulverpartikel werden dichter gepackt. Aufgrund der glatteren Oberfläche der Pulverpartikel mit weniger Satellitenkugeln lässt sich bei der Pulverbeschichtung leichter eine dichte Beschichtung bilden, und die Beschichtung wird beim Pressen weniger beschädigt, wodurch sich der Leistungsverlust allmählich verringert.
