본 논문에서는 Fe-Si 합금과 epoxy를 혼합한 SMC 코어의 자성 향상과 손실 감소 방안에 대해 연구하였다. 먼저 코어의 제조 방식과 물리적 특성 간의 연관 관계를 분석하여 코어의 자성 향상 및 손실 감소를 위한 재료 특성을 확인하였다. 또한, 고전력 구동 특성(높은 투자율과 포화자화, 낮은 손실 특성)을 지닌 연자성 재료 개발을 위해, Fe-Si 합금과 micro size ...
본 논문에서는 Fe-Si 합금과 epoxy를 혼합한 SMC 코어의 자성 향상과 손실 감소 방안에 대해 연구하였다. 먼저 코어의 제조 방식과 물리적 특성 간의 연관 관계를 분석하여 코어의 자성 향상 및 손실 감소를 위한 재료 특성을 확인하였다. 또한, 고전력 구동 특성(높은 투자율과 포화자화, 낮은 손실 특성)을 지닌 연자성 재료 개발을 위해, Fe-Si 합금과 micro size Fe 분말을 혼합한 이원계 분말 기반 SMC 코어에 대해 연구하였다. SMC 코어의 높은 투자율과 포화자화 유도를 위해 높은 투자율과 낮은 손실 특성을 가지는 Fe-Si 합금을 주원료로, 높은 포화자화를 가지는 Fe를 혼합 분말로 각각 선택하였다. 가스 분무법으로 제조한 Fe-Si 합금과 Fe 분말의 결정상 및 성분 분석 결과, 제조된 Fe-Si 합금 및 Fe 분말 모두 고순도 재료임이 확인되었다. Fe-Si 합금 기반 SMC 코어의 Si 함량에 따른 자성 및 손실 특성에 대한 연구 수행 결과, Si 함량이 증가함에 따라 코어의 투자율 및 포화자화가 증가하였으며, 코어손실은 감소하였다. 특히 6.5wt%의 Si을 함유한 Fe-6.5Si 합금 기반 SMC 코어에서 가장 우수한 자성 및 손실 특성이 유도됨을 확인하였다. Fe-6.5Si 합금 기반 코어에서의 압축 압력 및 절연체 epoxy 첨가량 변화에 따른 자성 및 코어 손실에 대한 연구 결과, 압축 압력이 증가함에 따라 코어의 밀도 및 투자율, 포화자화가 향상되는 것을 확인 되었다. 코어의 자기이력 손실은 코어의 보자력 변화와 유사한 증감 경향을 나타내었으며, 와전류 손실의 경우 압축 압력 증가에 따라 감소하는 특성을 나타냈으며, 와전류 손실 변화를 총 코어 손실의 변화에 지배적인 영향을 나타내는 것으로 확인되었다. Epoxy 첨가량 변화 또한 코어의 밀도 및 투자율, 포화자화, 코어 손실의 변화를 유도하였다. Micro size Fe 분말을 혼합한 이원계 분말 SMC 코어의 분말 혼합 비율에 따른 자성 및 코어 손실에 대한 연구 결과, 코어의 밀도 및 투자율, 포화자화 모두 특정 혼합 비율까지 혼합량이 증가함에 따라 증가하였다가 감소하는 경향을 나타냈다. 와전류 손실의 경우 투자율과 정반대로 특정 혼합 비율까지 감소하다가 다시 증가하였다. 산출된 코어의 충진율과 코어의 자성 및 손실 특성 간의 연관 관계를 분석한 결과, 코어의 제조 조건 및 분말 혼합 비율 변화로 인해 유도된 SMC 코어의 충진율은 코어의 투자율과 포화자화 변화와는 정방향으로, 코어 손실 변화와는 역방향으로 변화하는 것으로 확인되었다.
본 논문에서는 Fe-Si 합금과 epoxy를 혼합한 SMC 코어의 자성 향상과 손실 감소 방안에 대해 연구하였다. 먼저 코어의 제조 방식과 물리적 특성 간의 연관 관계를 분석하여 코어의 자성 향상 및 손실 감소를 위한 재료 특성을 확인하였다. 또한, 고전력 구동 특성(높은 투자율과 포화자화, 낮은 손실 특성)을 지닌 연자성 재료 개발을 위해, Fe-Si 합금과 micro size Fe 분말을 혼합한 이원계 분말 기반 SMC 코어에 대해 연구하였다. SMC 코어의 높은 투자율과 포화자화 유도를 위해 높은 투자율과 낮은 손실 특성을 가지는 Fe-Si 합금을 주원료로, 높은 포화자화를 가지는 Fe를 혼합 분말로 각각 선택하였다. 가스 분무법으로 제조한 Fe-Si 합금과 Fe 분말의 결정상 및 성분 분석 결과, 제조된 Fe-Si 합금 및 Fe 분말 모두 고순도 재료임이 확인되었다. Fe-Si 합금 기반 SMC 코어의 Si 함량에 따른 자성 및 손실 특성에 대한 연구 수행 결과, Si 함량이 증가함에 따라 코어의 투자율 및 포화자화가 증가하였으며, 코어손실은 감소하였다. 특히 6.5wt%의 Si을 함유한 Fe-6.5Si 합금 기반 SMC 코어에서 가장 우수한 자성 및 손실 특성이 유도됨을 확인하였다. Fe-6.5Si 합금 기반 코어에서의 압축 압력 및 절연체 epoxy 첨가량 변화에 따른 자성 및 코어 손실에 대한 연구 결과, 압축 압력이 증가함에 따라 코어의 밀도 및 투자율, 포화자화가 향상되는 것을 확인 되었다. 코어의 자기이력 손실은 코어의 보자력 변화와 유사한 증감 경향을 나타내었으며, 와전류 손실의 경우 압축 압력 증가에 따라 감소하는 특성을 나타냈으며, 와전류 손실 변화를 총 코어 손실의 변화에 지배적인 영향을 나타내는 것으로 확인되었다. Epoxy 첨가량 변화 또한 코어의 밀도 및 투자율, 포화자화, 코어 손실의 변화를 유도하였다. Micro size Fe 분말을 혼합한 이원계 분말 SMC 코어의 분말 혼합 비율에 따른 자성 및 코어 손실에 대한 연구 결과, 코어의 밀도 및 투자율, 포화자화 모두 특정 혼합 비율까지 혼합량이 증가함에 따라 증가하였다가 감소하는 경향을 나타냈다. 와전류 손실의 경우 투자율과 정반대로 특정 혼합 비율까지 감소하다가 다시 증가하였다. 산출된 코어의 충진율과 코어의 자성 및 손실 특성 간의 연관 관계를 분석한 결과, 코어의 제조 조건 및 분말 혼합 비율 변화로 인해 유도된 SMC 코어의 충진율은 코어의 투자율과 포화자화 변화와는 정방향으로, 코어 손실 변화와는 역방향으로 변화하는 것으로 확인되었다.
In this paper, we studied the improvement of magnetism and the reduction of loss SMC core mixed Fe-Si alloy with epoxy. First, we analyzed the relationship between the manufacturing method and the physical properties of the core in order to confirm the characteristics of the base material for improv...
In this paper, we studied the improvement of magnetism and the reduction of loss SMC core mixed Fe-Si alloy with epoxy. First, we analyzed the relationship between the manufacturing method and the physical properties of the core in order to confirm the characteristics of the base material for improving the magnetic properties and reducing the loss of the core. We also developed binary SMC core material composed mixture of Fe-Si alloy and micro size Fe powders for electronic components that can operate at high power. That is to say, SMC showing high magnetic permeability, saturation magnetization and low loss characteristics. For the induction of high magnetic permeability and saturation magnetization of SMC core, Fe-Si alloy with high permeability and low loss characteristics as the main material and Fe with high saturation magnetization as the additive powder were selected. As a result of the analysis of the crystal phase and composition of the Fe-Si alloy and the Fe powder prepared by the gas atomization method, it was confirmed that both the Fe-Si alloy and Fe powder were high-purity materials. As a result of studies on the magnetic properties and loss characteristics of Fe-Si alloy based SMC cores according to the Si contents, the magnetic permeability and saturation magnetization of the core increased and the core loss decreased as the Si content increased. In particular, it was confirmed that the best magnetic and loss characteristics were obtained in the Fe-Si alloy core with 6.5 wt% of Si. As a result of studies on magnetism and core loss according to the change of compression pressure and insulator epoxy content in Fe-6.5Si based core, it was confirmed that core density, permeability and saturation magnetization were improved with increasing compression pressure. The magnetic hysteresis loss of the core showed a tendency similar to the change of the coercive force of the core. The eddy current loss decreased with the increase of the compression pressure, and the change of the eddy current loss had a dominant influence on the change of the total core loss. Changes in epoxy addition also lead to changes in core density, permeability, saturation magnetization and core loss. As a result of studying the magnetic and core loss according to the micro size Fe powder mixing ratio of the binary SMC core, the core density, the both of permeability and the saturation magnetization increased as the mixing amount of the micro powder increase up to the specific mixing ratio. In the case of eddy current loss, it decreased to the specific mixing ratio in contradiction to permeability and then increased again. As a result of analyzing the correlation between the calculated core packing ratio and the magnetic and loss characteristics of the cores, it was found that the core packing ratio induced by the change of the manufacturing conditions or mixing the micro size powder is in the forward direction with respect to the permeability and saturation magnetization change of the core. It is confirmed that it changes in the opposite direction from the loss change.
In this paper, we studied the improvement of magnetism and the reduction of loss SMC core mixed Fe-Si alloy with epoxy. First, we analyzed the relationship between the manufacturing method and the physical properties of the core in order to confirm the characteristics of the base material for improving the magnetic properties and reducing the loss of the core. We also developed binary SMC core material composed mixture of Fe-Si alloy and micro size Fe powders for electronic components that can operate at high power. That is to say, SMC showing high magnetic permeability, saturation magnetization and low loss characteristics. For the induction of high magnetic permeability and saturation magnetization of SMC core, Fe-Si alloy with high permeability and low loss characteristics as the main material and Fe with high saturation magnetization as the additive powder were selected. As a result of the analysis of the crystal phase and composition of the Fe-Si alloy and the Fe powder prepared by the gas atomization method, it was confirmed that both the Fe-Si alloy and Fe powder were high-purity materials. As a result of studies on the magnetic properties and loss characteristics of Fe-Si alloy based SMC cores according to the Si contents, the magnetic permeability and saturation magnetization of the core increased and the core loss decreased as the Si content increased. In particular, it was confirmed that the best magnetic and loss characteristics were obtained in the Fe-Si alloy core with 6.5 wt% of Si. As a result of studies on magnetism and core loss according to the change of compression pressure and insulator epoxy content in Fe-6.5Si based core, it was confirmed that core density, permeability and saturation magnetization were improved with increasing compression pressure. The magnetic hysteresis loss of the core showed a tendency similar to the change of the coercive force of the core. The eddy current loss decreased with the increase of the compression pressure, and the change of the eddy current loss had a dominant influence on the change of the total core loss. Changes in epoxy addition also lead to changes in core density, permeability, saturation magnetization and core loss. As a result of studying the magnetic and core loss according to the micro size Fe powder mixing ratio of the binary SMC core, the core density, the both of permeability and the saturation magnetization increased as the mixing amount of the micro powder increase up to the specific mixing ratio. In the case of eddy current loss, it decreased to the specific mixing ratio in contradiction to permeability and then increased again. As a result of analyzing the correlation between the calculated core packing ratio and the magnetic and loss characteristics of the cores, it was found that the core packing ratio induced by the change of the manufacturing conditions or mixing the micro size powder is in the forward direction with respect to the permeability and saturation magnetization change of the core. It is confirmed that it changes in the opposite direction from the loss change.
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