เหตุใดอุปกรณ์แม่เหล็กกำลังสูง-จึงต้องใช้ Fe-Co Alloys การวิเคราะห์คุณสมบัติและการประยุกต์ของ Vacoflux 50

อุปกรณ์แม่เหล็กกำลังสูง-อาศัยโลหะผสม Fe-Co เนื่องจากความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กอิ่มตัวเกินกว่า 2.3 T- ซึ่งสูงที่สุดในบรรดาวัสดุแม่เหล็กอ่อน ซึ่งช่วยลดพื้นที่หน้าตัดแกนกลาง-ลงได้มากกว่า 15% สำหรับฟลักซ์แม่เหล็กที่กำหนด ซึ่งช่วยให้อุปกรณ์มีน้ำหนักเบาได้โดยตรง นอกจากนี้ อุณหภูมิกูรีที่สูงถึง 950 องศาช่วยให้แน่ใจว่าคุณสมบัติของแม่เหล็กยังคงไม่ลดลงเลยที่อุณหภูมิสูง จึงรับประกันความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์กำลังสูง- เช่น มอเตอร์การบินและอวกาศ

 

 

วิศวกรที่ออกแบบ-อุปกรณ์ระดับไฮเอนด์- เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในอวกาศ มอเตอร์ขับเคลื่อนสำหรับยานพาหนะพลังงานใหม่และ-ระบบเซอร์โวที่มีความแม่นยำสูง- ต้องเผชิญกับความท้าทายหลักอย่างต่อเนื่อง นั่นคือ วิธีสร้างสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ภายในพื้นที่ที่เข้มงวดและข้อจำกัดด้านน้ำหนัก แผ่นเหล็กซิลิคอนทั่วไปมีความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กอิ่มตัวประมาณ 2.0 T ในขณะที่เหล็กนิกเกิล- Permalloy มีตั้งแต่ 0.8 ถึง 1.6 T ในการใช้งานที่ต้องการความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กสูง ข้อจำกัดเหล่านี้บังคับให้ขนาดและน้ำหนักของแกนเพิ่มขึ้น ซึ่งจำกัดการปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของอุปกรณ์อย่างรุนแรง

 

Fe-โลหะผสม Co ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะเพื่อจัดการกับความท้าทายนี้ ในบรรดาวัสดุแม่เหล็กอ่อนที่มีเหล็ก- โคบอลต์เป็นองค์ประกอบเดียวที่เมื่อผสมกับเหล็ก จะช่วยเพิ่มทั้งคุณสมบัติทางแม่เหล็กและอุณหภูมิของกูรีไปพร้อมๆ กัน เมื่อปริมาณโคบอลต์เข้าใกล้ 50% โลหะผสม Fe-Co จะได้รับความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กที่มีความอิ่มตัวสูงสุดเมื่อเทียบกับวัสดุแม่เหล็กอ่อนใดๆ ทำให้พวกมันกลายเป็น "ตัวเลือกที่ดีที่สุด" สำหรับอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความหนาแน่นสูง-}กำลัง-

 

 

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาโลหะผสม Fe- นั้นเป็นเรื่องราววิวัฒนาการทางเทคโนโลยีที่มุ่งเป้าไปที่การแก้ไขข้อขัดแย้งระหว่าง "ประสิทธิภาพแม่เหล็กสูง" และ "ความสามารถในการแปรรูป"

 

แม้ว่าอัลลอยด์ 50Co-Fe (เปอร์เมนดูร์) ในยุคแรกๆ จะแสดงคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ดีเยี่ยม แต่ก็ได้รับความเดือดร้อนจากข้อบกพร่องทางวิศวกรรมที่สำคัญ พวกมันแข็งและเปราะ ไม่สามารถทำงานเย็นได้ และมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำมาก (ประมาณ 7 μΩ·cm) ส่งผลให้กระแสไหลวนความถี่สูง-สูญเสียมหาศาล ในปี 1932 นักวิจัยได้พัฒนา "2V-Permendur" โดยเติมวาเนเดียมประมาณ 2% ลงในองค์ประกอบ 50Co-Fe ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปและเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าได้อย่างมาก Vacoflux 50 เป็นตัวแทนของศูนย์รวมทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ของวิถีทางเทคโนโลยีนี้

 

การเติมวานาเดียมมีบทบาทสำคัญสามประการ:

• ประการแรก มันยับยั้งการเติบโตที่มากเกินไปของระยะการเปราะ (ระยะ CoFe) ทำให้โลหะผสมสามารถรีดเป็นเส้นบาง ๆ หรือประทับตราเป็นรูปทรงแกนกลางที่ซับซ้อนได้
• ประการที่สอง อะตอมวาเนเดียมสร้างสารละลายของแข็งภายในเมทริกซ์ เพิ่มการกระเจิงของอิเล็กตรอนและเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าเป็นประมาณ 40 μΩ·cm-ประมาณห้าถึงหกเท่าของโลหะผสม CoFe บริสุทธิ์-ซึ่งจะช่วยลด-การสูญเสียกระแสไหลวนความถี่สูง
• ประการที่สาม วานาเดียมช่วยเพิ่มความเหนียวของโลหะผสม ทำให้สามารถผลิตเป็นฟอยล์บางเพียง 0.1 มม. หรือน้อยกว่านั้นได้

 

 

1. องค์ประกอบทางเคมี

 

Vacoflux 50 เป็นโลหะผสมโคบอลต์แม่เหล็กอ่อน-ประสิทธิภาพสูง-ที่มีองค์ประกอบทางเคมีโดยทั่วไปประมาณ 49% Co, 49% Fe และ 2% V

 

2. คุณสมบัติทางแม่เหล็กและทางกล

 

ข้อมูลข้างต้นเป็นค่าทั่วไป ประสิทธิภาพที่แท้จริงอาจยังคงได้รับอิทธิพลจากสภาพของผลิตภัณฑ์ การรักษาความร้อน และเงื่อนไขการทดสอบ

 

3. คุณสมบัติที่สำคัญ

 

โลหะผสมของเหล็ก-โคบอลต์ (Fe-Co) ดีเยี่ยมในการใช้งานที่มีกำลังสูง- ด้วยคุณสมบัติหลักสามประการต่อไปนี้:

ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กอิ่มตัวสูง
เมื่อเหล็กและโคบอลต์รวมกันในอัตราส่วนอะตอมประมาณ 1:1 วัสดุจะแสดงโมเมนต์แม่เหล็กของสเลเตอร์-ที่สูงที่สุดในบรรดาวัสดุแม่เหล็กอ่อนที่เป็นโลหะที่รู้จัก โดยมีความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กอิ่มตัวสูงถึง 2.35 T ซึ่งแสดงถึงการปรับปรุง 20%–30% เมื่อเทียบกับเหล็กซิลิคอนมาตรฐาน ซึ่งหมายความว่าพื้นที่หน้าตัด-และปริมาตรของอุปกรณ์สามารถลดลงได้อย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ส่งฟลักซ์แม่เหล็กเดียวกัน

 

การซึมผ่านของแม่เหล็กที่ดีเยี่ยมและค่าบังคับต่ำมาก
โลหะผสม Fe-Co รักษาความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กได้สูงเป็นพิเศษแม้ที่ความแรงของสนามแม่เหล็กที่ใกล้จะอิ่มตัว ทำให้มั่นใจได้ว่าแม่เหล็กไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้าจะรักษาความเร็วการตอบสนองที่เหนือกว่าและประสิทธิภาพการแปลงพลังงานภายใต้กระแสกระตุ้นที่รุนแรง

 

อุณหภูมิกูรีที่สูงมาก
โดยทั่วไปโลหะผสม Fe-Co จะมีอุณหภูมิคูรีเกิน 920 องศา โดยจะรักษาคุณสมบัติทางแม่เหล็กอ่อนที่เสถียร โดยไม่มีการเสื่อมสลายของแม่เหล็ก แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมาก-ที่เครื่องกำเนิดการบินและอวกาศหรือมอเตอร์ฉุดของยานยนต์พบ

 

 

 

 

การรักษาความร้อนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปลดล็อคประสิทธิภาพ:คุณสมบัติทางแม่เหล็กของ Vacoflux 50 มีความไวสูงต่อกระบวนการบำบัดความร้อน การอบชุบด้วยความร้อนที่แนะนำคือการคงวัสดุไว้ที่ 820 องศาเป็นเวลา 10 ชั่วโมง ตามด้วยการทำให้เย็นลงที่อัตรา 100–200 K/h การอบชุบด้วยความร้อนในบรรยากาศไฮโดรเจนหรือภายใต้สุญญากาศถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ได้คุณสมบัติแม่เหล็กอ่อนที่เหมาะสมที่สุด

 

ความไวต่อความเครียด:Vacoflux 50 มีค่าสัมประสิทธิ์สนามแม่เหล็กสูง (ประมาณ 60–70 ppm) ซึ่งหมายความว่าความเค้นเชิงกลส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็ก ต้องหลีกเลี่ยงแรงจับยึดที่มากเกินไปหรือความเค้นดัดงอบนแกนในระหว่างการประกอบและการใช้งาน มิฉะนั้นความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กอาจลดลง และระดับเสียงรบกวนอาจเพิ่มขึ้น

 

ข้อจำกัดด้านความถี่:เนื่องจากมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำ Vacoflux 50 จึงเหมาะสำหรับการใช้งาน DC และความถี่ต่ำ-เท่านั้น (โดยทั่วไปจะต่ำกว่า 400 Hz) การทำงานในช่วงความถี่ปานกลาง- ถึงสูง-จำเป็นต้องใช้การเคลือบที่บางกว่าหรือระบบวัสดุทางเลือก

 

 

ลอร์ก กรุ๊ป
ฝ่ายปฏิบัติการการตลาด

อีเมล:claire@lorkgroup.com
วอทส์แอพพ์:+86 199 3707 5488