复合材料、电抗器、转换器和功率转换器件的制作方法_4

文档序号:8303536阅读:来源:国知局
够采用该样的 构造;在粒径为50 ym W下的情况下,能够容易地进行处置,并且粒径ri满意50 ym W下。 例如,能够采用粒径ri为10 y m W上且40 ym W下的构造。能够采用40 ym W上且150 ym W下的粒径T2(其中,ri<r2)。根据该构造,粒径ri较小,并且磁性粉末由铁合金构成。因 此,尽管磁性粉末由铁合金构成,也能够获得W下优点;(1)进一步降低祸流损耗,从而能 够获得具有低损耗的复合材料;W及(2)由于能够容易地进一步提高填充密度,因此在一 定程度上,饱和磁通密度也是高的。此外,具有50 y m W下的粒径的相对较细的铁合金能够 更容易地形成球形颗粒,并且还具有优异的细球形粉末的制造性。
[0083] 在后者的不同类型的材料的情况下,例如,能够采用该样的构造:当获得磁性粉末 的粒径分布时,存在多个峰,并且峰中的至少两个为由彼此具有不同相对磁导率的材料构 成的粉末的峰。关于该构造,在高频处包含细磁性粉末和粗磁性粉末,并且各个部分的粉末 的材料彼此不同。关于该构造,包含由不同材料构成的磁性粉末。因此,基于该组成,能够 提高饱和磁通密度或降低祸流损耗。此外,关于该构造,包含细粗混合粉末。因此,能够获 得高填充密度。因此,饱和磁通密度高。作为更具体的构造,例如,能够采用一个峰为纯铁 粉末的峰而其它峰为铁合金粉末的峰的构造、各个峰为具有彼此不同的组成的铁合金粉末 的峰的构造。
[0084] 在包括纯铁粉末和铁合金粉末的构造中,在具有包括最小粒径的任意峰的粉末为 纯铁粉末的情况下,也就是说,在纯铁粉末具有粒径ri且铁合金粉末具有粒径r2的情况下, 细纯铁粉末被包含在高频处。因此,即使包含纯铁粉末,也能够降低祸流损耗。因此,关于 该构造,能够通过高频处的纯铁粉末获得高饱和磁通密度,并且细纯铁粉末和铁合金粉末 混合为能够获取低损耗。此外,关于该构造,具有高饱和磁通密度的细纯铁颗粒倾向于连续 存在于粗铁合金颗粒周围。为此,磁通能够容易均一地通过。作为根据该构造的具体粒径, 粒径为50 ym W上且100 y m W下,而且更进一步为50 ym W上且70 y m W下。粒径r 2 为50 ym W上且200 ym W下(其中,ri< r 2),而且更进一步为150 ym W下。
[0085] 在包括纯铁粉末和铁合金粉末的构造中,在具有包括最小粒径的任意峰的粉末为 铁合金粉末的情况下,也就是说,在铁合金粉末具有粒径ri且纯铁粉末具有粒径r 2的情况 下,细铁合金粉末被包含在高频处。结果,可W更大地降低祸流损耗。因此,关于该构造,通 过包含纯铁粉末能够获得高饱和磁通密度,并且通过包含细铁合金粉末能够进一步获得低 损耗。作为根据该构造的具体粒径,粒径ri为50 y m W下,而且更进一步为10 y m W上且 30 y m W下。粒径r2为100 y m W上且200 y m W下,而且更进一步为140 y m W上且200 y m W下(优选地,(l/2)Xr2)。
[0086] 关于仅包括铁合金粉末的构造,根据具有包括最小粒径的任意峰的粉末的特性, 例如,能够采用具有更高饱和磁通密度的构造或具有更低损耗的构造。作为根据该构造的 具体粒径,粒径ri为50ym W下,而且更进一步为lOym W上且30ym W下。粒径r2为 30 ym W上且200 ym W下(其中,ri< r 2),而且更进一步为40 ym W上且150 ym W下。
[0087] 为了测量复合材料中的磁性粉末的粒径分布,例如,除去高分子成分,W提取磁性 粉末,并且通过使用粒径分析仪分析由此获得的磁性粉末。因为不存在高分子成分,该种技 术能够W高精度测量磁性粉末的粒径分布。在包含由多种不同材料构成的磁性粉末的情况 下,可w测得磁性粉末的每种组成的粒径分布,并且然后可w合成该些粒径分布。在复合材 料包含非磁性粉末(将在后文中描述)的情况下,例如,优选的是,借助于磁体选择磁性粉 末和非磁性粉末。可选地,可W使用X射线衍射、能量色散X射线光谱法巧DX等)来执行 成分分析,从而进行选择。可W使用市售的粒径分析仪。
[008引为了制造具有上述粒径分布的复合材料,分别在原料中使用在高频处包含具有满 足ri(i<r2ci(优选地为ri(i《(l/2)Xr2ci)的粒径ri(i、r20的颗粒的磁性粉末。在使用市售的 粉末的情况下,只要检查粒径分布即可,从而使用满足特定粒径分布的粉末。为了满足所需 的粒径,可W通过使用筛子等执行分级。通常可W通过使用雾化法(气体雾化法、水雾化法 等)来制造将用于原料的磁性粉末。具体而言,通过使用经由气体雾化法制得的粉末,存在 能够获得具有低损耗的复合材料的趋势。还能够通过适当地研磨粗粉末获得所需的粒径。 此外,通过制备具有上述不同粒径的多种粉末并且使用满足用于原料的圆形度的粉末,能 够容易地获得具有较低损耗和较高饱和磁通密度的复合材料。
[0089] 通过使用用于原料且具有小粒径差的磁性粉末,复合材料中的磁性粉末的粒径分 布可W仅具有一个峰。在将具有相同粒径分布和不同组成的磁性粉末用于原料的情况下, 复合材料中的磁性粉末的粒径分布可W仅具有一个宽峰或睹峰。
[0090] 复合材料中包含的磁性粉末满足;密度比=表观密度/真密度且为0. 38 W上且 0. 65 W下。通过使用用于原料且具有0. 38 W上且0. 65 W下的密度比的磁性粉末能够制 造该复合材料。由此获得的复合材料中的磁性粉末的密度比大致保持用于原料的磁性粉末 的密度比。通过使用用于原料且具有0. 38 W上的密度比的磁性粉末,能够在无需过度升高 成型时的压力的情况下制造具有0.6T W上的饱和磁通密度的复合材料。可W容易地制造 具有0. 65 W下的密度比的磁性粉末,而且还能够防止该磁性粉末在混合物中沉积下来,从 而在磁性粉末与高分子材料混合时进行分离。结果,能够制造磁性粉末均匀分散的复合材 料。此外,如果复合材料中的磁性粉末的密度比为0.65 W下,则相对磁导率能够被抑制在 低值。因此,能够产生W下突出的优点;(1)具有满足特定范围的密度比的复合材料在原料 和复合材料的制造性方面优异,(2)具有满足特定范围的密度比的复合材料是均质的,(3) 具有满足特定范围的密度比的复合材料能够降低相对磁导率。
[0091] 密度比为0. 45 W上,并且进一步优选为0. 5 W上,还优选为0. 6 W下。为了将密度 比设置为0. 38 W上且0. 65 W下,例如,将具有满足特定范围的圆形度的粉末(球形粉末) 用于原料。因此,能够适当地使用通过上述气体雾化法等制得的粉末用于原料。通过除去 接触面积经由将用于原料的磁性粉末的分级等而容易地得到增大的粗颗粒,能够容易地提 高表观密度。
[0092] 在磁性粉末为铁粉的情况下,优选的是,铁粉的表观密度应为3. 0g/cm3W上且 5. 0g/cm3W下。在铁粉的表观密度满足该范围的情况下,密度比可W为0. 38 W上且0. 65 W下。因此,该构造能够产生W下优点:除了上述(1)优异的制造性、(2)均质和(3)较低 的相对磁导率的优点之外,(4)通过包含纯铁粉末能够提高饱和磁通密度。通过调整粒径 或铁粉的形状能够改变铁粉的表观密度。存在该样的趋势;当铁粉的粒径较小或铁粉的形 状接近球形形状时,表观密度增大。
[0093] 当用于原料的磁性粉末预先受到适当的表面处理时,可W期待的该样的优点;可 W防止凝结并且可W抑制高分子材料(具体而言,树脂)中的沉淀。例如,当预先用娃烧偶 联剂等执行表面处理时,能够提高磁性粉末与高分子材料之间的粘合性,使得能够抑制未 硬化的高分子材料中的磁性粉末的沉淀。例如,当预先用表面活性剂等执行表面处理时,能 够防止凝结。可W顺序执行或同时执行该些表面处理。在磁性粉末和高分子材料的混合物 中,还能够混合用于防止沉淀的表面处理剂。然而,存在该样的趋势;通过在混合前执行表 面处理,能够获得良好的防沉淀的优点。
[0094] 复合材料中的磁性粉末相对于整个复合材料的含量(与材料无关的总量)被设置 为大于50体积% (体积百分比)且75体积%^下。磁性粉末的含量为大于50体积%,使 得磁性成分的比例足够高。结果,能够获得该样的复合材料:饱和磁通密度高,而相对磁导 率不过度高但是为大于20且35 W下。由于磁性粉末的含量为75体积% ^下,因此在复合 材料的制造中,作为原料的磁性粉末和未硬化高分子材料的混合物具有优异的流动性。因 此,成型模具能够被该混合物良好地填充。因此,甚至能够W高的精度成型具有复杂形状的 复合材料,使得复合材料的制造性优异。此外,复合材料的形状精度和尺寸精度优异。具体 而言,理想的是,磁性粉末的含量应为55体积% W上且70体积% ^下。原料被制备为具有 所需含量。通过除去高分子成分来获取磁性成分的体积或对截面的显微镜照片进行图像处 理来从截面中的磁性成分的面积比转换体积比,能够获得复合材料中的磁性粉末的含量。
[0095] 在磁性粉末的含量在该范围内被提高的情况下,例如,在含量被设置为60体积% W上而且更进一步被设置为65体积% W上的情况下,通过使用上述细粉末和粗粉末的混 合粉末,能够容易地实现高填充密度。由此获得的复合材料具有高比例的磁性成分和高饱 和磁通密度。
[0096] 高分子材料
[0097] 作为复合材料中的粘结剂,高分子材料包括树脂和橡胶。树脂的实例包括诸如有 机娃树脂、环氧树脂、酪醒树脂、不饱和聚醋树脂或聚氨醋树脂等热固性树脂,诸如聚苯硫 離(PP巧树脂、聚酷胺树脂、聚酷亚胺树脂或氣树脂等等热塑性树脂。还能够使用作为主要 成分的含有不饱和聚醋树脂的BMC(团状模塑料)和诸如玻璃纤维等增强材料。橡胶的实例 包括娃橡胶、氣橡胶等。所列出的材料中的有机娃树脂、环氧树脂、PPS树脂、娃橡胶等具有 优异的耐热性。在使用热固性树脂或橡胶的情况下,填充在成型模具中的混合物被加热至 预定温度并由此被硬化。其它高分子材料的实例包括常温固化性树脂或低温固化性树脂。 在该种情况下,将填充在成型模具中的混合物置于常温至相对较低的温度下W固化树脂。 [009引复合材料通常具有比粉末化合物多的高分子材料,诸如树脂或橡胶等(为非磁性 材料)。因此,同样在包含与构成内侧巧部31的压粉成形体相同的磁性粉末的情况下,由复 合材料构成的外侧巧部32容易具有比压粉成形体低的饱和磁通密度和相对磁导率。通过 调整磁性粉末的材料或形状、绝缘涂层的有无或厚度、粘结剂的含量等,能够容易地改变复 合材料的磁特性。
[0099] 通常复合材料可W通过注塑成型或铸塑成型来形成。注塑成型在流化状态(液态 通常具有粘度)下混合高分子材料和作为原料的磁性粉末,向混合物(浆液状混合物)施 加预定压力,将该混合物注入到具有预定形状的成型模具中进行成型,然后硬化高分子材 料。铸塑成型获得与注塑成型中的混合物相同的混合物,然后在不施加压力的情况下将该 混合物注入到成型模具中进行成型并且硬化。在第一实施例中,壳体4能够用作成型模具。 在该种情况下,能够容易地W高精度成型与壳体4的内周形状相符的复合材料(在该种情 况下为外侧巧部32)。还能够制造具有所需形状的多个成形体并且组合由该些复合材料构 成的成形体,从而构筑具有所需形状的磁巧3。
[0100] 磁特性
[0101] 复合材料的饱和磁通密度设置为0. 6T W上。当复合材料的饱和磁通密度增大时, 能够构筑具有高饱和磁通密度的磁巧,因此0.8T W上甚至口 W上是优选的,更进一步地, 1. 口 W上是优选的,并且不特定设置上限
当前第4页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1