New Powdered Nanocrystalline Soft Magnetic Composites with Portland Cement Binder

Abstract

Toroidal cores based on nanocrystalline powder Fe73Si16B7Cu1Nb3 (of Finemet type) and Portland cement ‘M-500’ as a binder are fabricated using powder metallurgy methods (where no pressing is applied). The cores exhibit reliable strength, temperature resistance up to 300°C, and excellent magnetic prop- erties. Using these composites provides lower losses and more stable frequen- cy characteristics of the cores as compared to the cores for power electronics based on carbonyl-iron powders, AlSiFe, or high-silicon electrical steel. Addi- tionally, such composites can be used for production of the devices operating at elevated temperatures, e.g., magnetic flux concentrators for induction heaters. Since these soft magnetic composites do not require pressing opera- tions, the cores’ manufacturing process is simplified significantly and ena- bles diversification of core shapes and sizes.

Методами порошкової металурґії (без операції пресування) було одержано тороїдні осердя на основі порошків нанокристалічного металевого стопу MM-11Н складу Fe73Si16B7Cu1Nb3 зі зв’язкою на основі портландцементу «М-500». Такі осердя мають достатню міцність, температуростійкість до 300°С, а також відмінні магнетні властивості. Ці композити можуть замі- нити осердя для силової електроніки на основі порошків карбонільного заліза, альсиферу чи електротехнічної висококремністої криці, оскільки мають нижчі втрати та стабільніші частотні характеристики. Також такі композити можуть знаходити застосування у приладах із підвищеними температурами експлуатації, наприклад в концентраторах магнетного потоку індукційних нагрівачів. А оскільки такі магнетом’які композити не потребують операції пресування, то це значно спрощує процес вироб- ництва їх та розширює асортимент форм і розмірів таких композитів.