실리콘 강판은 순철에 소량의 실리콘 (보통 4.5% 이하) 을 넣어 형성된 철실리콘 합금을 실리콘 강이라고 하는 합금이다. 이 철심의 포화 자기 감지 강도는 최대 20000Gs； 에 달합니다. 자전 성능이 좋아 대량 생산이 쉽고, 가격이 저렴하며, 기계적 응력의 영향을 적게 받아 전력 변압기, 배전 변압기, 전류 변압기 등 전력 전자 산업에 광범위하게 적용된다. 연자성 재료 중 생산량과 사용량이 가장 많은 재료입니다. 또한 전력 변압기에서 가장 많이 사용되는 자성 재료이기도 하다. 특히 저주파 및 고전력. 일반적으로 사용되는 냉간 압연 실리콘 강판 DG3, 냉간 압연 무향 전기 스트립 DW 및 냉간 압연 방향 전기 스트립 DQ 는 다양한 전자 시스템 및 가전제품의 중소전력 저주파 변압기 및 초류 코일, 리액터 및 인덕터 코어에 적합합니다. 이런 합금은 인성이 좋아서 펀치와 절단 가공, 철심 겹침과 감기를 할 수 있다. 그러나 고주파 시 손실이 급격히 증가하여 일반적으로 사용 빈도가 400Hz 미만이다. 응용의 관점에서 볼 때, 실리콘 강철의 선택은 자성과 비용의 두 가지 요소를 고려해야 한다. 소형 모터, 리액터 및 릴레이의 경우 순수 철 또는 저 실리콘 강판을 선택할 수 있습니다. 대형 모터의 경우 실리콘 열연 실리콘 강판, 단방향 또는 무향 냉간 압연 실리콘 강판을 선택할 수 있습니다. 단일 방향 냉간 압연 실리콘 강판은 변압기에 자주 사용됩니다. 주파수로 사용할 경우 일반 스트립 두께는 0.2 ~ 0.35mm 입니다. 400Hz 에서 사용할 경우 일반적으로 두께 0. 1 mm 를 선택합니다. 두께가 얇을수록 가격이 높아진다.
포모 합금
Permo 합금은 종종 철 니켈 합금을 가리키며 니켈 함량은 30~90% 범위 내에 있다. 매우 널리 사용되는 연 자성 합금입니다. 적절한 프로세스를 통해 초기 투자율이 105 를 초과하고, 최대 투자율이 106 을 초과하며, 교정력이 2‰ Oster 로 낮고, 직사각형 계수가 1 또는 근접하는 것과 같은 자기 성능을 효과적으로 제어할 수 있습니다. 면심 입방체 결정 구조를 가진 Permo 합금은 소성이 뛰어나 65,438+0 미크론의 초박형 스트립과 다양한 사용 형태로 가공할 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 합금은 1J50, 1J79, 1J85 등입니다. 1J50 의 포화 자기 감지 강도는 실리콘 강보다 약간 낮지만, 전도율은 실리콘 강보다 몇 배 높고, 철 손실은 실리콘 강보다 2~3 배 낮습니다. 높은 주파수 (400~8000Hz) 의 변압기는 무부하 전류가 적어 100W 이하의 소형 고주파수 변압기를 만드는 데 적합하며, 1J79 종합 성능이 우수하여 고저전압 변압기, 누전 보호 스위치 철심, * * 에 적합합니다 1J85 의 초기 투자율은 100000 이상 105 에 달하며 저주파 또는 고주파 입출력 변압기, * * * * 모드 인덕턴스 및 신호가 약한 고정밀 전류 변압기에 적합합니다.
비정질 및 나노 결정 연 자성 합금
(비정질 및 나노 결정 합금)
실리콘 강철과 포모 합금 연자성 재료는 결정체 재료로, 원자는 3 차원 공간에서 규칙적으로 배열되어 주기적인 격자 구조를 형성하며, 결정립, 결정계, 전위, 틈새 원자, 자기결정 비등방성 등의 결함이 있어 연자성 성능에 불리하다. 자성 물리학에서는 원자의 불규칙적인 배열, 주기성, 결정계의 비결정질 구조가 우수한 연자성 성능을 얻는 데 매우 이상적이다. 비정질 금속 및 합금은 1970 년대에 나타난 새로운 재료 분야이다. 제조 공정은 기존 방법과는 완전히 다르지만, 냉각 속도가 초당 백만 도인 초고속 냉각 응고 기술을 채택하여 강수에서 완제품 벨트 제품까지 일반 냉연 금속 스트립 제조 공정보다 중간 공정을 많이 줄였다. 이런 새로운 공예는 전통 야금 공예의 혁명이라고 불린다. 초고속 응고로 인해 합금이 굳었을 때 원자는 질서 정연하게 배열되고 결정화될 수 없다. 결과 고체 합금은 장거리 무질서 구조를 가지고 있으며 결정질 합금의 결정립 및 결정계가 없다. 비정질 합금으로 불리며 야금 재료학의 혁명으로 불린다. 이 비결정질 합금은 뛰어난 자기, 내식성, 내마모성, 고강도, 경도 및 인성, 높은 저항률, 전기 기계 결합 성능 등 여러 가지 고유한 성능을 가지고 있습니다. 뛰어난 성능과 간단한 공예로 1980 년대 이후 국내외 재료과학 분야의 연구개발 이슈가 되면서 미국 일본 독일은 이미 완벽한 생산 규모를 확보하고 있으며, 대량의 비정질 합금 제품이 실리콘 강철, 포모 합금, 철산소체를 점차 대체해 시장에 진출하고 있다.
중국은 1970 년대부터 비정질 합금을 연구하고 개발하기 시작했다. 65, 75, 85 기간 동안 주요 과학 기술 공관 프로젝트가 완료된 후, * * * 이미 과학 연구 성과 134 항, 국가발명상 2 항, 특허 16 항, 합금 품종이 거의 100 개에 육박했다. 철강 연구 본원에는 현재 4 개의 비정질 합금 스트립 생산 라인과 1 개의 비정질 합금 부품 철심 생산 라인이 있다. 각종 철계, 철니켈기, 코발트기, 나노결정질 스트립, 자기심을 생산하는 정형은 인버터, 스위치 전원, 전원 변압기, 누전 보호기, 인덕터 코어 부품, 연간 생산액이 2 천만 원에 육박한다. 95' 기간 동안 1000 톤의 철계 비정질 생산 라인을 건설하고 있으며, 이미 국제 선진 수준에 들어섰다.
비정질 연 자성 합금의 최적 단일 성능 수준은 다음과 같습니다.
초기 투자율 μo = 14 × 104.
코발트 기반 비정질 최대 투자율은 미크론 = 220 × 104 입니다.
코발트 계 비정질 교정력 Hc = 0.00 1 Oe.
코발트 계 비정질 직사각형비는 Br/Bs = 0.995 입니다.
코발트 기반 비결정질의 포화 자화 강도는 4πMs = 18300Gs 입니다.
철계 비정질 저항 ρ = 270μ ω/cm
일반적으로 사용되는 비정질 합금은 철계, 철 니켈, 코발트 기반 비정질 합금 및 철계 나노 결정 합금입니다. 국가 브랜드 및 성능 특성은 표 및 그림에 나와 있습니다. 비교를 위해 결정질 합금 실리콘 강판, 포모 합금 1J79 및 철산소체의 해당 성능도 나열됩니다. 이 몇 가지 재료는 서로 다른 특성을 가지고 있어, 다른 방면에 응용한다.
브랜드의 기본 구성과 특징
1K 10 1 철 실리콘 붕소 급냉 연자계 합금.
1K 102 철 실리콘 붕소 탄소 급냉 연 자성 기반 합금
1K 103 철 실리콘 니켈 빠른 연자성 합금
1K 104 철 실리콘 니켈 브롬계 급냉 연자계 합금.
1K 105 철 실리콘 크롬 (및 기타 요소) 은 급냉 연자계 합금입니다.
1K 106 고주파 저손실 철 실리콘 붕소 급냉 연 자성 기반 합금
1K 107 고주파 저손실 Fe-Nb-Cu-Si-B 는 급냉 연자성 키나미 결정 합금입니다.
1K20 1 고 펄스 투자율 급냉 연 자성 코발트 계 합금
높은 잔류 자기 비율 1K202 급냉 연자성 코발트 기반 합금
1K203 고자감 저손실 급냉 연자성 코발트 기반 합금
1K204 고주파 저손실 급냉 연자성 코발트 기반 합금
높은 초기 투자율 1K205 급냉 연자성 코발트 기반 합금
1K206 고 투자율 코발트 기반 담금질 연 자성 합금
1K50 1 철-니켈-인-붕소 급냉 연 자성 니켈 기반 합금
1K502 철 니켈 실리콘 플루토늄 빠른 연자성 니켈 기반 합금.
400hz: 비정질 실리콘 코어
전력 (와트) 45 45
철심 손실 (W) 2.4 1.3
여자 동력 (VA VA)6. 1. 1.3
총 중량 (그램) 295 276
(1) 철계 비정질 합금
철계 비정질 합금은 80% 의 Fe 와 20% 의 Si, B 금속원소로 이루어져 있어 포화자기 감지 강도가 높다 (1.54T). 실리콘 강철에 비해 철계 비정질 합금은 손실, 투자율, 여자 전류, 철손실 등에서 실리콘 강철보다 우수하며, 특히 철손실이 낮다 (방향성 실리콘 강철의 경우 1/3-65438). 철계 비정질 합금 스트립의 두께는 약 0.03mm 로 배전 변압기, 고전력 스위칭 전원 공급 장치, 펄스 변압기, 자기 증폭기, 중간 주파수 변압기 및 인버터 코어에 널리 사용되며 10kHz 이하의 주파수에 적용됩니다.
2) 철 니켈 계 비정질 합금.
철 니켈 기반 비정질 합금은 40% 니켈, 40% 철 및 20% 비금속 원소로 구성됩니다. 적당한 포화 자기 감지 강도 [[〔0.8T〕]], 높은 초기 투자율, 높은 최대 투자율, 높은 기계적 강도 및 우수한 인성을 가지고 있습니다. 그것은 중저주파에서 낮은 철 손실을 가지고 있다. 공기 중 열처리는 산화를 일으키지 않으며, 자기장이 퇴화한 후에 좋은 직사각형 고리를 얻을 수 있다. 가격은 1J79 보다 30 ~ 50% 저렴합니다. 철 니켈 기반 비정질 합금의 적용 범위는 중 니켈 포모 합금과 맞먹는 반면, 철 손실과 높은 기계적 강도는 결정질 합금보다 훨씬 뛰어나다. 대체 1J79 는 누전 스위치, 정밀 전류 변압기 철심, 자기 차폐 등에 널리 사용됩니다. 철 니켈 기반 비정질 합금은 우리나라에서 개발한 최초의 비정질 합금이며, 현재 우리나라에서 가장 널리 사용되는 비정질 합금으로 연간 생산량이 약 200 톤이다. 공기 중 열처리 후 산화철을 함유하지 않는 니켈 기반 비정질 합금 (1K503) 은 국가 발명 특허와 미국 특허를 획득했다.
3) 철계 나노 결정 합금.
철계 나노 결정 합금은 철을 주성분으로 하여 소량의 Nb, Cu, Si, B 를 첨가한 비결정질 재료이다. 비결정질 재질은 열처리를 거쳐 지름이 10-20 nm 인 미정질을 얻을 수 있는데, 이러한 미정질은 비결정질 기판에 분산되어 있으며 미정 질, 나노 결정 재질 또는 나노 결정 재질이라고 합니다. 나노 결정 재질은 높은 포화 자기 감지 강도 (1.2T), 높은 초기 투자율 (8× 104), 낮은 Hc(0.32A/M), 낮은 HC (0.32A/M) 등 우수한 종합 자기 특성을 가지고 있습니다. 현재 시장에서 종합 성능이 가장 좋은 재료입니다. 적용 가능한 주파수 범위: 50Hz- 100kHz, 최적 주파수 범위: 20kHz-50kHz. 고전력 스위치 전원, 인버터, 자기 증폭기, 고주파 변압기, 고주파 주파수 변환기, 고주파 초크 코어, 전류 변압기 코어, 누전 보호 스위치 및 * * * 모드 인덕터 코어에 널리 사용됩니다.
일반적으로 사용되는 연 자성 코어의 특성 비교
1. 자분 코어와 페라이트의 특성 비교: MPP 코어: 암페어 턴 수
고주파 코어: 암페어 턴 사용
철분 코어: 암페어 권선수 >; 800 은 높은 자화장에서 포화되지 않으며, 전기 감지가 가장 좋은 AC -DC 중첩 안정성을 보장합니다. 주파수 특성은 200kHz 내에서 안정적입니다. 그러나 고주파 손실은 크며 10kHz 이하에 적합합니다.
FeSiAlF 코어: 철제 코어 대신 8kHz 이상의 주파수를 사용합니다. DC 바이어스 기능은 MPP 와 HF 사이에 있습니다.
페라이트: 저포화 자기 밀도 (5000Gs), 최소 DC 바이어스 용량 3. 실리콘 강, 포모 합금 및 비정질 합금의 특성 비교:
실리콘 강철 및 FeSiAl 재질은 포화 자기 감지 값 Bs 가 높지만 유효 투자율 값 (특히 고주파 범위 내) 은 낮습니다.
Permo 합금의 초기 투자율은 높고, 교정력과 손실이 낮으며, 자성이 안정적이지만 Bs 는 높지 않다. 주파수가 20kHz 보다 크면 손실과 유효 전도율이 이상적이지 않고 가격이 비싸며 처리 열처리가 복잡합니다.
코발트 기반 비정질 합금은 높은 투자율, 낮은 Hc, 광대역 저손실, 포화 자기 변형 계수가 0 에 가깝고 응력에 민감하지 않은 등의 특성을 가지고 있지만 Bs 값은 낮고 가격이 비싸다.
철계 비결정질 합금 Bs 값은 높고 가격은 낮지만 유효 투자율은 낮다.
나노 결정질 합금의 전도율과 Hc 값은 결정질 고파모 합금 및 코발트 기반 비정질 합금과 가깝고, 포화 자기 감지 강도 Bs 는 중니켈포모 합금과 비슷하며, 열처리 공정은 간단하며, 이상적인 저가의 고성능 연자성 소재입니다. 나노 결정 합금의 Bs 값은 철계 비정질 및 실리콘 강보다 낮지만 높은 자기 감지 강도에서의 고주파 손실은 그것들보다 훨씬 낮으며 내식성 및 자기 안정성이 우수합니다. 철산소체에 비해 나노 결정합금은 50kHz 이하일 때 저손실을 기준으로 2 ~ 3 배의 작동 자기 감지 강도를 가지며, 코어 부피는 두 배 이상 증가할 수 있다.