極低渦電流損と高い飽和磁束密度および透磁率を持つ高周波用圧粉鉄心の研究

超低涡流损耗、高饱和磁通密度、导磁率高频粉铁芯研究

• 批准号: 22H01466
• 负责人: 尹 己烈
• 金额: $ 6.16万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01466/
• 关键词: 圧粉鉄心; 極低渦電流損; 高周波電力変換; 磁気特性; 低損失; 鉄損; 超高密度コア; 低渦電流損; ナノサイズ絶縁被膜

電力用変換材料として100kHz以上の高周波領域で高い磁束密度および透磁率を維持しながら磁気特性を劣化させないようにするために，渦電流の発生を極めて抑制した電力用変換材料を検討しチョークコイルやトランスコイル，パワーインダクタ及びリアクトルとして性能を発揮できる電力用変換材料を確立すること目的とする．1. 新しい圧粉鉄心の作製工程確立:鉄粉の種類（還元鉄粉、ガスアトマイズ鉄粉、水アトマイズ鉄粉など）および絶縁膜の厚みによって圧粉鉄心の磁気特性が大幅に変化する．したがって，高透磁率・高飽和磁化・極低渦電流損失を持つことが可能になる鉄粉の種類と絶縁膜の厚みを選定する．また作製工程で加えられる高い加工応力は磁気特性(特に直流ヒステリシス特性)の劣化に繋がるので緩和するための熱処理温度を選定する．2. 物性解明：一般的にはセラミックスと金属の間にバインダーを利用しないと強い結合力が現れないが，事前検討でバインダーを利用せずに強い結合力が現れた．結合力の原因を分析することで絶縁膜の厚みを最適化することができる．事前研究でバインダーを利用せずに鉄心の成型に成功したが，接合メカニズムなどが明確になっていない状況である．セラミック前駆体と鉄粉の質量で計算すると20nm前後になると予測しているが，成型後に圧粉鉄心の形が崩れずに高い密度を保つ理由を解明する必要がある．したがって，岐阜大学で保有しているTEMの回折パターン分析・TEMとEDXの境界面の成分分析・ビッカース硬さ試験などで圧粉鉄心の構造と接合面の成分を解析することで圧粉鉄心の作製工程の確立を試みる．3.磁気特性分析：上記で作成した圧粉鉄心の低周波(50Hz)から高周波(100kHz以上)まで磁気特性を分析する．特に直流ヒステリシス損失と渦電流損失を分離することで各周波数別に鉄粉の種類と絶縁膜の厚みが磁気特性に及ぼす影響を分析する．

The conversion materials for electric power have high magnetic flux density and high magnetic permeability in the high frequency range above 100kHz. The magnetic properties of the magnet are maintained and the deterioration is maintained, and the generation of eddy currents is suppressed. Manufacturer of electric power replacement materials, を検扼しチョークコイルやトランスコイル, パワーインダクタAnd びリアクトルとして performance を発秺できるelectricity is used to replace materials をEstablish the purpose of することとする. 1. The manufacturing process of new high-pressure powder iron core is established: types of iron powder (return iron powder, ガスアトトマイズ iron powder, water アトマイズ鄄鄄など) および縁縁縁 thicker みによって姧粉鄄心のMagnetic properties が に変化する.したがって, high magnetic permeability, high saturation magnetization, extremely low eddy current loss, つことが possible, になる鉄Powder type, and extremely thick film のみを selected する. The manufacturing process is based on high processing power and magnetic properties (special DC power).シス characteristics) の deterioration system がるので moderation するためのheat treatment temperature を selected する. 2. Explanation of physical properties: General metal materials used in metal materials The bonding force is strong and the bonding force is strong, and the bonding force is strong enough to use beforehand. The reason for the bonding strength is analyzed and the thickness of the film is optimized. Beforehand, we studied the success of the molding process using the iron core, and the joint conditions were clearly defined. Calculation of the quality of the steel powder before and after 20nm Prediction of the massが, after molding, the shape of the core of the powder iron is high, the density is high, and the reason is why it is necessary.したがって, owned by Gifu University, TEMのfolding パターン analysis・TEMとEDXのUI interface component analysis・ビッカースHardness test method などでPressure powder core の structure and joint surface composition analysis すること でpressure powder core の manufacturing process のestablishment をtest みる． 3. Analysis of magnetic characteristics: The above mentioned analysis of the magnetic characteristics of low-frequency (50Hz) and high-frequency (above 100kHz) pressure powder cores is performed. Special DC power loss and eddy current loss, separation, frequency difference for each cycle, type of iron powder, thickness of the film, magnetic properties, and impact analysis.