Нанокристаллические сплавы

АМОРФНЫЕ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ
Общая информация

Содержание

Стр.
1. Сплавы и маркировка 3
2. Свойства аморфных и нанокристаллических сплавов ММ 3
3. Формы поставки 4
4. Магнитопроводы МЕЛТА? 5
5. Параметры контроля качества сердечников 6
6. Сферы использования
6
Таблицы
Табл.1 Общие физические характеристики магнитомягких сплавов 4
Табл. 2 Магнитные свойства (Типичные показатели) 4
Табл. 3. Характеристики формообразующего компаунда 5
Табл.4 Сферы использования магнитопроводов МЕЛТА? 7

О фирме

Научно-производственная фирма ТОВ «МЕЛТА» является коллективным предприятием, основанным в 1993 году. Регистрационный № 1179.

МЕЛТА? зарегистрированный товарный знак (Свидетельство № 9631 от 30.04.1998г.)

ТОВ «МЕЛТА» производит аморфные и нанокристаллические сплавы на основе технологии сверхбыстрой закалки металлического расплава (PFC). Эта технология позволяет получать материалы с уникальными магнитными, механическими и химическими свойствами.

ТОВ «МЕЛТА» специализируется на разработке и производстве магнитомягких сплавов и изделий из них. Предприятие обладает полным циклом производства от выплавки исходного сплава и получения аморфной ленты до изготовления магнитопроводов и электромагнитных изделий на их основе.

Технология производства и продукция предприятия защищена патентами Украины.

Материалы марки МЕЛТА? позволили ряду предприятий Украины развить производство новых конкурентоспособных видов продукции, таких как электронные одно- и трехфазные счетчики электроэнергии, малогабаритные сварочные аппараты, телефонные станции, высокоточные измерительные трансформаторы и датчики, устройства защитного отключения при появлении тока утечки на землю, преобразователи для электротранспорта.

ТОВ «МЕЛТА» работает в тесном контакте со многими предприятиями радиоэлектронной, приборостроительной и электротехнической промышленности, и всегда готово к сотрудничеству с новым партнером.

1. Сплавы и маркировка

Маркировка сплавов МЕЛТА? состоит из двух букв ММ (сокращения от МЕЛТА-МЕТАЛЛ), одной или нескольких цифр, определяющих химический состав сплава, а также букв: N –нанокристаллический, Со – сплавы на основе кобальта. Аморфные сплавы на основе железа не содержат букв при маркировке.
Сплавы ММ-2, ММ-4, а также их новые аналоги представляют собой аморфные магнитомягкие сплавы на основе железа с индукцией насыщения 1.45 и 1.3Т, соответственно. Их использование является предпочтительным в случае высоких требований к размаху индукции ?В или высокой плотности потока. Основным недостатком этих сплавов в ряде случаев оказывается относительно высокие значения магнитострикции насыщения.
Сплавы ММ-1Н, ММ-11Н после соответствующей термообработки используются в нанокристаллическом состоянии (размер зерен не превышает 10 нм). Сплавы характеризуются практически недоступным для других магнитомягких сплавов сочетанием высокой индукции насыщения, наиболее низкими (характерными обычно для аморфных сплавов на основе Со) коэрцитивной силой и магнитострикцией, высокой начальной магнитной проницаемостью в области частот до 200 кГц, очень низкими потерями на перемагничевание и высокой температурной стабильностью характеристик. Высокая хрупкость этих сплавов после ТО не является препятствием для их наиболее широкого использования благодаря нашей разработке методов нанесения междуслойных термостойких покрытий, способных спекаться, обеспечивая получение достаточно монолитных механически прочных сердечников.
Сплавы ММ-3Со, ММ-5Со аморфные сплавы на основе кобальта различного назначения. Характерными для них являются чрезвычайно низкие значения магнитострикции и коэрцитивной силы, высокая начальная и максимальная магнитная проницаемость. Низкая индукция насыщения ?0.5Т оказывается чрезвычайно полезной для создания датчиков (в т.ч. ферозондов). Сплав ММ-5Со имеет высокую магнитную проницаемость уже в исходном состоянии и без дополнительной ТО может быть использован для экранирования (в т.ч. низкочастотных) магнитных полей.
2. Свойства аморфных и нанокристаллических сплавов ММ

Свойства сплавов ММ зависят, прежде всего, от состава сплава. На магнитные характеристики лент можно оказывать влияние с помощью определенной термической или термомагнитной обработки, с тем, чтобы они были пригодны для определенных применений.
В табл.1 приведены основные важные для практического использования физические свойства наших сплавов. При этом механические свойства сплавов всех марок находятся на высоком уровне. Так, твердость по Виккерсу составляет 700-1000, предел усталостной прочности при изгибе для знакопеременного цикла – 600-700 Н/мм2, предел прочности на растяжение –1200-2200 Н/мм2.
В табл.2 представлены типичные значения магнитных характеристик наших сплавов, измерянные после оптимальной термообработки на стандартных сердечниках 20/32-10 при толщине ленты 25 мкм без изоляционного межвиткового покрытия, размещенных в пластиковых боксах.
Табл.1 Общие физические характеристики магнитомягких сплавов

Сплав ММ-2 ММ-4 ММ-1N ММ-11N MM-3Co MM-5Co

Основной компонент сплава Fe Fe Fe Fe Co Co
Характеристики
Плотность, ?, г/cм3 7.3 7.6 7.4 7.35 7.7 7.7
Электросопротивление, ?, Ом?мм2/м 1.25 1.30 1.15 1.20 1.30 1.35
Термический коэффициент сопротивления (20-200 OC), 10-4/K 1.8 2.0 1.1 1.0 1.1 0.8
Температура кристаллизации (скорость нагрева 20 K/с), OC 510 480 500 510 510 540
Максимальная рабочая температура, OC 120 100 130 130 90 105

Табл. 2 Магнитные свойства (Типичные показатели)
№ Сплавы ММ-2 ММ-4 ММ-1Н ММ-11Н ММ-3Со ММ-5Со
Характеристики
1 Индукция насыщения, BS, Т ?1,45 ?1,28 ?1,25 ?1,2 ?0,5 ?0,46
2 Температура Кюри, Тс, оС 390 300 600 605 ?180 ?160
3 Магнитострикция, ?106 ?24 ?20 ?1.5 ?1 ?0,5 ?0.2
4 Статическая коэрцитив. сила, Нс, мА/см ?30 ?20 ?6 ?5 ?4 ?2
5 Начальная магнитная проницаемость при f=1кГц, (Н=1 мА/cм) 2000-7000 4000-12000 20000 -
80000 30000 -
125000 40000-
90000 90000-
160000
6 Потери в сердечнике, Pfe , Вт/кг, (0,2Т / 20кГц) ?10 ?8 ?5 ?4 ?6 ?3
7 Потери в сердечнике, Pfe , Вт/кг, (0,3Т / 100кГц) ?180 ?130 ?120 ?100 ?110 ?100
3. Формы поставки

Продукция МЕЛТА? может поставляться как в виде полуфабрикатов – исходных аморфных лент определенной толщины и ширины, так и в виде готовых магнитопроводов. Мы также готовы предложить потребителю (под заказ) готовые индуктивные компоненты — дроссели или трансформаторы.

Полуфабрикат поставляется в форме аморфных лент толщиной 18-40 мкм и шириной 1-35 мм. Согласно нашим Техническим условиям (ТУ У 21466665. .…) разнотолщинность ленты по длине составляет максимум ? 5 мкм, а допуск по ширине ленты зависит от ее номинального значения и не превышает 0.7 мм. Поставку полуфабриката ТОВ «МЕЛТА» осуществляет преимущественно своим украинским партнерам, производящим магнитопроводы по переданной им технологии. Для потребителя высокоэффективным может бить лишь использование исходных лент сплава ММ-5Со в частности для экранирования магнитных полей.

4. Магнитопроводы МЕЛТА?

Магнитопроводы МЕЛТА? изготавливают из лент аморфных и нанокристаллических сплавов толщиной от 18 до 40 мкм (в отдельных случаях до 50-60 мкм) в зависимости от частоты использования. Магнитопроводы получают намоткой аморфной ленты на оправки различных форм и размеров и последующей термической или термомагнитной обработкой.

Типы упаковки магнитопроводов.
Для предохранения от механических повреждений и сохранения высоких магнитных характеристик магнитопроводов в процессе транспортировки и непосредственного нанесения обмоток используются преимущественно два типа упаковки:
1. Сердечники помещаются в защитные пластиковые контейнеры (боксы) и дополнительно пропитываются вязким наполнителем. В этом случае при маркировке сердечников указывается тип упаковки «P». Для случая использования магнитопроводов в условиях ударов или вибронагрузок они могут выполняться с усиленной фиксацией в боксах.
2. Нанесение всестороннего полимерного покрытия на сердечники толщиной 1-2.5 мм (тип упаковки «C») является предпочтительным в случае их использования в силовой электронике при высоких плотностях магнитного потока, когда возможен разогрев сердечника, а также в случае необходимости иметь сердечник с немагнитным зазором или полностью разрезной. Фиксация сердечника выполняется в этом случае высокотеплопроводным электроизоляционным компаундом.

Производство ленточных сердечников сложной формы с междуслойной изоляцией требует использования специальных методов с окончательной термообработкой после завершения всех этапов обработки. Такие сердечники, в т.ч. минимальных размеров, могут быть поставлены в соответствии с чертежами и особыми требованиями заказчика.

При расчете электромагнитных компонентов, в которых предполагается использовать магнитопроводы ММ, для обоих типов упаковки необходимо учитывать коэффициент заполнения, который в зависимости от их размера и наличия междуслойной изоляции изменяется от 0.7 до 0.85.

В отдельных случаях для обеспечения максимального коэффициента заполнения сердечника, особенно в случае небольших его размеров и минимальных требований к механической прочности (маловитковые разрезные, стержневые или U- образные сердечники) используется наружная изоляция сердечника из полипропилена толщиной от 0.1 до 0.5 мм (тип упаковки «L»). При этом обеспечивается пробойное напряжение не менее 1 кВ.

Маркировка магнитопроводов МЕЛТА?

Указанные цифры соответствуют размерам магнитопровода, а не контейнера (бокса или компаунда), в который он помещен. Так, например: МТ03210Р-05-0020 – ленточный тороидальный магнитопровод с внутренним диаметром 20, наружным – 32 и высотой 10 мм с фиксацией в пластиковом боксе.

5. Параметры контроля качества сердечников

Магнитные свойства магнитопроводов МЕЛТА? после термообработки в состоянии поставки соответствуют требованиям наших технических условий ТУ У 21466665.002-94 (для сплава MM-2), ТУ У 21466665.004-94 (для сплава MM-4), ТУ У 21466665.001-94 (для сплава ММ-1N) и ТУ У 21466665.011-98 (для сплава ММ-11N), ТУ У 21466665.003-96 (для сплава ММ-3Co) и ТУ У 21466665.005-98 (для сплава ММ-5Co).
ТУ гарантируют температурную и временную стабильность магнитных и механических свойств сердечников при воздействии на них нагрева до 100-1300С и охлаждения до -600С, относительной влажности воздуха до 100% при температуре до 350С, атмосферного давления до 0.0001 Па до 290 кПа. Гарантийный срок эксплуатации – 15 лет. При максимальной (для каждого сплава и типа упаковки) температуре эксплуатации в течение 5000 часов магнитные характеристики сердечника изменяются не более чем на 5….20%.
Основным проверочным параметром при поставке является магнитная проницаемость сердечника, измеряемая при синусоидальной форме тока на частоте 1 или 10 кГц в поле 0.2 мА/см (для сплавов на основе Со) или 2 мА/см (для сплавов на основе Fe) при комнатной температуре.

6. Сферы использования

Тороидальные и прямоугольные магнитопроводы МЕЛТА? используются в изделиях электронной техники и электротехники в диапазоне частот от 10 Гц до 1-3 МГц при температуре внешней среды от -60 до +80С0, а в отдельных случаях до +1500С, при относительной влажности до 98% при 350С.
Особыми преимуществами магнитопроводов из сплавов марки ММ является близкая к нулю магнитострикция, высокая начальная (1500 — 160000) магнитная проницаемость и чрезвычайно низкий уровень потерь в сердечнике. Различными специальными обработками готовых сердечников достигаются как линейные (пологие) так и близкие к прямоугольным петли перемагничивания в зависимости от использования. Поле достижения BS при этом может изменяться от 5 до 2500 А/м.
Наиболее распространенные сферы использования наших сплавов, определяемые их магнитными свойствами приведены в табл.4.
Табл.4 Сферы использования магнитопроводов МЕЛТА?
№ Применение Марка
1. Измерительные трансформаторы напряжения и тока. Трансформаторы тока. Датчики тока утечки на землю. ММ-1Н, ММ-11Н, ММ-5Со
2. Магнитные усилители, магнитные ключи, дроссели насыщения. ММ-11Н, ММ-2,
ММ-3Со
3. Силовые трансформаторы, широкополосные трансформаторы, импульсные трансформаторы. ММ-1Н, ММ-11Н, ММ-2, ММ-4
4. Дроссели фильтров, реакторы, накопительные трансформаторы. ММ-2, ММ-4
5. Магнитные экраны. ММ-4, ММ-3Со, ММ-5Со
6. Индукционные датчики и ферозонды. ММ-11Н, ММ-5Со

Более подробно примеры использования магнитопроводов МЕЛТА? описаны в Технических бюллетенях и отдельных брошюрах о наших продуктах.

По спецификации клиентов (потребителей) могут быть изготовлены индуктивные компоненты дроссели и трансформаторы. Во многих случаях применения они демонстрируют существенные преимущества в сравнении с использованием традиционных кристаллических материалов магнитопровода.

Продукция ТОВ «МЕЛТА» представлена в 12 Технических бюллетенях и отдельных брошюрах (Рress-releases) о индуктивных компонентах (трансформаторах и дросселях).

TB-GI АМОРФНЫЕ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ.
(Общая информация)

TB-1 Тороидальные ленточные сердечники из ММ-2 и ММ-4 аморфных сплавов
TB-2 Тороидальные ленточные сердечники из ММ-1Н и ММ-11Н нанокристаллических сплавов
TB-3 Тороидальные ленточные сердечники из ММ-3Со и ММ-5Со аморфных сплавов
TB-4 Тороидальные ленточные МТ сердечники из ММ-11Н и ММ-5Со сплавов для трансформаторов тока утечки
TB-5 Ленточные сердечники из нанокристаллических сплавов для трансформаторов тока
TB-6 Тороидальные сердечники из ММ-1Н, ММ-11Н и ММ-5Со сплавов измерительных трансформаторов тока для электронных счетчиков электроэнергии
TB-7 Тороидальные ленточные сердечники из нанокристаллических ММ-1N, -11N и аморфных ММ-3Со, -5Co сплавов для дросселей фильтров электромагнитного шума
TB-8 Ленточные сердечники из ММ-1Н и ММ-11Н сплавов для силовых трансформаторов импульсных источников питания
TB-9 Тороидальные ленточные МТ сердечники для линейных и накопительных дросселей
TB-10 Малогабаритные ленточные МТ сердечники для цифровых интерфейсных трансформаторов и дросселей в системах телекоммуникации
TB-11 Тороидальные ленточные МТ сердечники для магнитных усилителей
TB-12 Тороидальные и стержневые ленточные сердечники для индукционных и ферозондовых магнитометров

ТОВ «МЕЛТА»
Пр. Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
Teл./Факс. + (38 044) 424 3505, Teл.+ (38 044) 424 3241
E-mail: melta@imp.kiev.ua
www.noviteh.com

Генеральный дистрибьютор по Украине
NewTech corp.
Пр. Вернадского, 36
Tel. 599–00-21
E-mail: alexey@noviteh.com

All the same, though, documents to go is a cross-platform essential useful for students and professionals alike.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *