 Nanophy®
ist eine nanokristalline weichmagnetische Legierung aus FeSiBNbCu |
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Die Nanophy®
Legierung
ist mit den amorphen weichmagnetischen Legierungen eng verwandt. Nanophy®
ist eine rascherstarrte Eisenbasislegierung mit sehr feinkörniger
Struktur. Typische Korngrößen sind 10-20 Nanometer, daher
die
Bezeichnung 'nanokristallin'. Diese Struktur ist ausschlaggebend
für
die außerordentlich guten weichmagnetischen Eigenschaften, die
durch
eine Wärmebehandlung unter Einwirkung von äusseren
Magnetfeldern
in weiten Bereichen einstellbar ist. Hervorzuheben ist die geringe
Temperauturabhängigkeit
der Parameter.
| Das Verfahren zur Erzeugung... |
...von Nanophy®...
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| Mit Hilfe der
sogenannten Rascherstarrung gelingt es, dem Metall einzigartige und
bisher
unbekannte physikalisch- chemische Eigenschaften zu verleihen. Die
HF-erwärmte
Schmelze wird, in kurzem Abstand, auf ein gekühltes, mit 100km/h
Umfangsgeschwindigkeit
schnell rotierendes Giessrad gespritzt (planar flow casting). In nur
einer
tausendstel Sekunde wird die Metallschmelze von 1300 auf 300 Grad
Celsius
heruntergekühlt (d.i. 1 Mio Grad C pro Sekunde !). Dieser Moment
ist
der entscheidende. Denn hier erhält das 20-25 mikrometer
dünne
Band die einzigartige Kombination aus besonderen magnetischen und
mechanischen Eigenschaften. In der kurzen Zeit kann die Schmelze nicht
kristallin erstarren, der sich einstellende amorphe (ungeordnete)
Zustand
bleibt auch bei Raumtemperatur erhalten. Die gewünschten
magnetischen
Eigenschaften werden durch ein Wärmebehandlung bei vergleichsweise
moderaten 500-550 Grad C eingestellt. |
Schema-Giessanlage
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Die
herausragenden magnetischen Werte werden im Vergleich zu den
klassischen
weichmagnetischen Werkstoffen ersichtlich:
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Amorphe
|
Ferrite
|
NiFe
|
Nanophy®
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| . |
Co-Basis
|
MnZn
|
80%Ni
|
FeSiBNbCu
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| Permeabilität
(10kHz) |
min.90.000
|
max.15.000
|
max.20.000
|
20.000-200.000
|
| Verluste
(25kHz;0,2T;100°C) |
5 W/kg
|
17 W/kg
|
14 W/kg
|
3
W/kg
|
| Sättigungsinduktion |
0,6 T
|
0,48 T
|
0,8 T
|
1,2
T
|
| Koerzitivfeldstärke |
3 mA/cm
|
min.30mA/cm
|
5-15mA/cm
|
5-10
mA/cm
|
| Curie-Temperatur |
210
°C
|
220
°C
|
400
°C
|
600
°C
|
| Max.Betriebstemperatur |
90
°C
|
max.
100 °C
|
120
°C
|
150
°C
|
Merkmale aus dem Vergleich:
- Weiter Bereich der
Permeabilität
: 20 000 bis 200 000 (und
mehr
bei 50 Hz)
- Hohe
Sättigungsinduktion: 1,25
T
- Weiter
Betriebstemperatur-Bereich.: -40°C bis
150°C
- Niedere
Koerzitivfeldstärke
: Hc< 10 mA/cm
- Niedere
Magnetostriktion
: < 5 ppm
- Stabile
Permeabilität
über Zeit und Temperatur, Dµ<10%
bei
150°C und 200h
- Geringe Verluste: 0,5
W/kg bei 0,1T und 20kHz
- Reduktion von
Volumen
und Gewicht im Vergleich zu Ferriten und FeSi-Kernen
- Unempfindlich
gegen Vibrationen
und Schwingungen
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