Suure-jõudlusega madala-räni rauapulber

Madala-räni rauapulber on spetsiaalne raua-põhine pulbermaterjal, mille ränisisaldust kontrollitakse rangelt teatud vahemikus (tavaliselt vähem kui 0,5%). Selle peamine tehniline eelis seisneb räni negatiivse mõju olulises vähendamises materjali magnetilistele omadustele. Magnetomaduste põhimõtete vaatenurgast võib räni suurendada südamiku kadu ja vähendada magnetilist läbilaskvust. Seetõttu on sellest saanud asendamatu põhitoormaterjal rakendustes, mis nõuavad ranget magnetilist jõudlust, eriti elektroonikakomponentide, kõrgsagedustrafode{6}}ja elektromagnetiliste varjestusmaterjalide valdkonnas.

Tootmisprotsesside seisukohast valmistatakse madala-ränisisaldusega rauapulbrit peamiselt pihustamise (vee/gaasi pihustamine) või redutseerimismeetodite abil. Nende hulgas võimaldab gaasi pihustamise protsess lämmastikuga kaitstud atmosfääris{2}} täpsemat koostise reguleerimist, reguleerides stabiilselt ränisisaldust ideaalses vahemikus 0,1–0,3%. Füüsikaliste omaduste puhul on põhilised kontrollnäidikud osakeste suuruse jaotus (tavaline vahemik: 5–150 μm) ja koputustihedus (suurem kui 4,8 g/cm³ või sellega võrdne). Elektromagnetiliste omaduste puhul määravad magnetilise küllastuse intensiivsus (suurem või võrdne 1,8T) ja koertsitiivsus (vähem kui 80A/m) otseselt lõpptoodete põhiomaduste, mis kõik peavad rangelt vastama tööstusharu tehnilistele standarditele.

Praktilistes rakendustes nõuab madala -räniga rauapulbri oksüdatsioonikindlus erilist tähelepanu. Eriti 3D-printimise pulbermetallurgia protsessides on selle pinna hapnikusisaldus (vähem kui 3000 ppm või sellega võrdne) otseselt seotud paagutatud osade tihendamisega, mis omakorda mõjutab komponentide töökindlust. Praegu kasutatakse tööstuses korrosioonikindluse suurendamiseks üldiselt fosfaat- või komposiitkatte tehnoloogiaid. See protsessi optimeerimine võimaldab demonstreerida unikaalseid rakenduseeeliseid täppiskomponentide, nagu autoandurid ja induktiivsüdamikud, valmistamisel.

Võrreldes tavapärase raua-ränisulami pulbriga kaotab madal-räni rauapulber osalise mehaanilise tugevuse, kuna ränisisaldus väheneb (räni võib parandada materjali kõvadust), kuid saavutab suurepärase pöörisvoolukadu (väiksem või võrdne 3,5 W/kg sagedusel 50 Hz). See omadus muudab selle eriti sobivaks kõrgsageduslikes lülitustoiteallikates kasutatavate magnetpulbersüdamike valmistamiseks. Kui kombineerida 650–800 kraadise lõõmutamise kuumtöötlusprotsessiga, saab selle hüstereesikadu vähendada rohkem kui 30%. Sellel jõudluse eelisel on ülioluline rakendusväärtus fotogalvaaniliste inverterite projekteerimisel uues energiasektoris, pakkudes materiaalset tuge inverterite energia muundamise efektiivsuse parandamiseks ja seadmete energiatarbimise taseme optimeerimiseks.