Kool Mµ-Kerne (Sendust-Kerne)

Zusammensetzung: Fe+Si-Al

85% Eisen + 9.5% Silicium + 6,0% Aluminium

      

Pulverkerne:

(Pulververbundwerkstoffe) sind Pulvermetallurgisch hergestellte ferromagnetische Kernwerkstoffe. Sie sind eine Alternative zu massiven weichmagnetischen Metall und Ferritstoffen. Aus Pulverwerkstoffen werden Kerne in unterschiedlichsten Formen für Drosseln sowie Formteile für Elektromotoren und andere elektromagnetische Anwendung hergestellt.

Bei der Herstellung werden ferromagnetische Pulverteilchen zusammen mit einem Isolator (Bindemittel) vermischt. Der am weitesten verbreitete Weg ist das Pressen in eine metallische Form. Der Herstellungsweg bewirkt durch die Isolation der einzelnen Metallpulverteilchen eine deutliche Reduktion der Wirbelströme gegenüber Massivmaterial und damit der Wirbelstromverluste. Die Isolation der Teilchen führt dabei zu einer inneren Scherung der Magnetisierungskurve und zu entsprechend geringeren Permeabilitäten. Hierbei spricht man auch von einem verteilten Luftspalt.

Als alternatives Herstellverfahren gibt es noch die Gusstechnik, welche nur selten Anwendung findet. Hier ist der effektive Füllgrad an magnetischem Material deutlich geringer.

Gegenüber kristallinen, amorphen und nanokristallinen Legierungen sind die erreichbaren Permeabilitäten gering und die Koerzitivfeldstärken relativ hoch. Die mechanische Empfindlichkeit gegen Stöße ist ähnlich wie bei Ferrit.

Pulverkerne werden überall dort eingesetzt, wo es bei Frequenzen deutlich über der Netzfrequenz nicht allzu sehr auf die geringe Masse ankommt und/oder wo hohe magnetische Gleichfelder überlagert sind.

Eigenschaften von Pulverkernen:

Um einen allgemeinen Vergleich zu anderen Magnetwerkstoffen zu ermöglichen, hier einige Eigenschaften für die gesamte Werkstofffamilie der Pulververbundwerkstoffe:

• Koerzitivfeldstärke: Hc = 0,1 - 1 A/m
• Sättigungspolarisation: Js = 0,5 - 1,9 T
• Permeabilität (Kleinsignalaussteuerung): μ = 5 - 250
• Spez. Elektrischer Widerstand: 1 - 10E6 Ω•cm

Bei den Pulverwerkstoffen unterscheidet man:

• Eisenpulverkerne (Reineisen)
• MPP-Kerne (von engl. Moly Permalloy Powder; 81% Nickel + 17% Eisen + 2% Molybdän)
• „High Flux“ - Pulver-Kerne (50% Nickel + 50% Eisen)
• Sendust-Kerne (85% Eisen + 9.5% Silicium + 5.5% Aluminium)

Sendust-Hintergrundwissen

 Sendust-Kerne

Sendust-Kerne (85% Eisen + 9.5% Silicium + 5.5% Aluminium)

Diese in Japan um 1930 entwickelte Legierung aus Silizium, Aluminium und Eisen wird u.a. auch als Pulverwerkstoff verarbeitet. Die Sendust-Zusammensetzung Fe Si 9,6 Al 5,4 erreicht eine sehr geringe Magnetostriktion. Der Fertigungsprozess erfolgt ähnlich wie beim MPP-Kern.

Man erreicht Permeabilitäten von μ = 26-125. Sättigungswerte von Bs = 1,05 T werden erreicht.

Durch die preiswerteren Einsatzmaterialien sind Sendust-Pulverkerne billiger als MPP und High Flux-Kerne. Die Verluste liegen über denen von MPP aber unter denen von High-Flux und Eisenpulverkernen. Die niedrige Magnetostriktion führt zu einen sehr geringen Geräuschentwicklung im Betrieb.

Kool Mµ-Kerne (Sendust-Kerne)

        

Für Bauelemente mit hohen technischen Anforderungen bieten diese Werkstoffe die ideale Basis. Durch extrem niedrige Verluste und sehr hohe Aussteuerbarkeit lassen sich selbst für hohe Ströme sehr kleine Bauformen realisieren. Dabei bietet auch hier das weiche Sättigungsverhalten der Pulverkerne einen großen Vorteil gegenüber den Luftspaltkernen.

Eigenschaften-Kool-Mµ-Kerne     Legierung aus 85% Eisen, 9% Si, 6% Al     Niedrige Eisenverluste gegenüber Eisenpulver     Sättigungsinduktion um 1 Teslar     Hohe Gleichstromaussteuerbarkeit     5 verschiedene Permeabilitäten 26 – 125 µ     30 Kerngrößen von OD(Außen) 4.19mm – 78.9mm

Anwendungen     Speicherdrosseln     PFC-Drosseln     Filterdrosseln

Kennlinie Kool-Mµ-Sendust-Kerne