ФЕРРОКОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ МОЛИБДЕНОВОГО ПЕРМАЛЛОЯ Российский патент 1994 года по МПК H01F1/22 H01F1/33 

Изобретение относится к композиционным магнитным материалам, в частности к феррокерметам на основе порошкообразного молибденового пермаллоя.

В настоящее время определилась область технических задач, которые более эффективно решаются при использовании феррокомпозитов, чем при помощи феррометаллов и ферритов. Одним из таких перспективных направлений научно-технического развития является использование феррокомпозиционных материалов на основе порошкообразного М_о-пермаллоя в качестве сердечников дросселей вторичных источников питания (ВИП). Ввиду разнообразных условий эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры и аппаратуры связи, где применяются ВИП с сердечниками на основе М_о-пермаллоя, требования к их техническим характеристикам постоянно возрастают, в том числе их механической прочности. Это требует разработки новых диспергированных ферромагнетиков с самыми разнообразными магнитными, электрическими, механическими и тепловыми свойствами, в частности создания магнитных материалов на основе М_о-пермаллоя с высокой механической прочностью.

Известен магнитодиэлектрический материал на основе М_о-пермаллоя следующего состава, мас.%: Хромовый ангидрид 0,1-0,2 Силикат натрия 0,025-30,0 Силикат магния 0,07-8,2 Гидрат окиси магния 0,05-0,6 Дисульфид молибдена 0,3-1,5
Молибденовый пермаллой Остальное [1]
Недостаточная механическая прочность этого магнитодиэлектрического материала, выдерживающего нагрузку (Р_разр. 10^-1 Н) до 40, не позволяет использовать сердечники для ВИП с повышенными частотными характеристиками.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является взятый нами за прототип магнитодиэлектрический материал на основе молибденового пермаллоя следующего состава, мас.%: Хромовый ангидрид 0,05-0,3 Окись свинца 0,08-5,06 Двуокись кремния 0,01-1,57 Окись бора 0,01-1,57 Нитрид бора 0,05-2,00 Пермаллой Остальное [2]
Недостатком этого материала является невысокая механическая прочность (Р_разр. 10^-1 Н = =10-40), что также ограничивает применение этого материала в радиоэлектронной аппаратуре, вследствие возникновения механических напряжений, превышающих величину предела прочности и разрушающих сердечники.

Причиной этого является отсутствие окислов металлов, обеспечивающих необходимую адгезию частиц друг с другом.

В изобретении решена задача получения материала с высокой механической прочностью (Р_{разрушения)}, обеспечивающей целостность сердечников в заданных условиях эксплуатации при сохранении оптимального комплекса параметров и высокой влагостойкости материала.

Достигнутый технический результат (величина механической прочности Р_разр. 10^-1 Н= = 30-70, изготовленных из материала сердечников) позволяет успешно использовать их для вторичных источников питания в расширенном диапазоне частот.

Предложенный феррокомпозиционный материал на основе молибденового пермаллоя, содержащий хромовый ангидрид, двуокись кремния, окись бора, окись свинца, отличается тем, что он дополнительно содержит окись натрия, окись лития, окись висмута, окись лантана и окись кадмия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хромовый ангид- рид CrO₃ 0,05-0,3
Двуокись крем- ния SiO₂ 0,47-1,41 Окись свинца PbO 0,1-0,3 Окись бора B₂O₃ 0,29-0,87 Окись натрия Na₂O 0,57-0,71 Окись лития Li₂O 0,37-1,11 Окись висмута Bi₂O₃ 0,12-0,36 Окись лантана La₂O₃ 0,14-0,42 Окись кадмия CdO 0,37-1,11
Молибденовый пер- маллой Остальное
В результате проведенных экспериментов установлено, что дополнительное введение окислов натрия, лития, висмута и лантана при определенном соотношении компонентов предлагаемого феррокомпозиционного материала позволило получить высокую механическую прочность сердечников из этого материала при сохранении требуемого уровня электромагнитных параметров.

При выходе за пределы оптимального содержания компонентов наблюдается ухудшение свойств полученного композита. При уменьшении количества окиси натрия, окиси лития, окиси висмута, окиси лантана и кадмия менее чем 0,57; 0,37; 0,12; 0,14; 0,57 соответственно, падает величина предела прочности, ухудшается формуемость и не достигается цель данного изобретения. При увеличении содержания вышеуказанных компонентов более чем 0,71;1,11;0,36;0,42; 1,11, соответственно, нарушается оптимальное сочетание электромагнитных параметров, увеличиваются потери на вихревые токи, растут удельные потери.

Материал получают методом порошковой металлургии.

Предлагаемый композиционный материал получают нанесением на поверхность частиц порошка М_о-пермаллоя пленки хромового ангидрида, смешением порошка с подготовленной специальным режимом помола мелкодисперсной смесью окислов свинца, бора, кремния, натрия, Li, Bi, La, Cd в соотношениях, указанных выше.

Полученную смесь прессуют при давлениях 12-20 т/см² и далее спекают в азоте или вакууме с регулируемым давлением среды.

П р и м е р. Порошок молибденового пермаллоя, отожженный в азоте при температурет 780±30^оС в течение 6,5-8,0 ч, смешивают с хромовым ангидридом, окислами бора, свинца, кремния, натрия, лития, висмута, лантана и кадмия при соотношении компонентов, указанных в таблице 1. Полученную смесь прессуют при давлении 14-16 т/см² и спекают в вакууме или азоте при температуре 620-700^оС.

Спеченный материал имеет оптимальное сочетание электромагнитных параметров и нагрузку разрушения сердечника Р_разр. 10^-1 Н = 45-50.

В табл. 1 и 2 приведены составы и свойства нового феррокомпозиционного материала, полученные аналогично приведенному примеру.

Из данных табл.2 следует, что предложенный феррокомпозит на основе порошка молибденового пермаллоя обеспечивает в сравнении с известным материалом повышение механической прочности в 1,5-2 раза.

Предлагаемый материал позволит повысить надежность, долговечность и стабильность устройств радиоэлектронной техники, расширить области применения сердечников на основе М_о-пермаллоя при эксплуатации в более жестких условиях нагрузок и вибраций.

Изобретение относится к магнитным композиционным материалам на основе молибденового пермаллоя. Сущность изобретения: предложенный феррокомпозиционный материал на основе молибденового пермаллоя имеет следующий состав, мас. % : хромовый ангидрид 0,05-0,3; двуокись кремния 0,47-1,41; окись свинца 0,1-0,3; окись бора 0,29-0,87; окись натрия 0,57-1,42; окись лития 0,37-1,11; окись висмута 0,12-0,36; окись лантана 0,14-0,42; окись кадмия 0,37-1,11; молибденовый пермаллой остальное.

ФЕРРОКОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ МОЛИБДЕНОВОГО ПЕРМАЛЛОЯ содержащий хромовый ангидрид, двуокись кремния, окиси бора и свинца, отличающийся тем, что он дополнительно содержит окиси натрия, лития, висмута, лантана и кадмия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хромовый ангидрид 0,05 - 0,3
Двуокись кремния 0,47 - 1,41
Окись свинца 0,1 - 0,3
Окись бора 0,29 - 0,87
Окись натрия 0,57 - 1,42
Окись лития 0,37 - 1,11
Окись висмута 0,12 - 0,36
Окись лантана 0,14 - 0,42
Окись кадмия 0,37 - 1,11
Молибденовый пермаллой Остальное