The Effects of Insulating Materials on the Magnetic Properties of Nanocrystalline FeCuNbSiB Alloy Powder Cores

The variation of magnetic properties with insulating materials(glass frits, talc and polyamide) in compressed powder cores composed of Fe$\sub$73.5/Cu$_1$Nb$_3$Si$\sub$15.5/B$\sub$7/ nanocrystalline alloy powders(size: 250～850 $\mu\textrm{m}$) and 3 wt% insulators has been investigated. Larger permeability was obtained at the frequency lower than 300～400 kHz for the powder cores including ceramic insulators(glass frits and talc) as compared to the cores with polyamide, while at higher frequency than 1 MHz the permeability of the former cores decreased rapidly. Further the cores with ceramic insulators showed larger core loss and smaller peak quality factor attained at lower frequency. On the contrary, the powder cores with polyamide exhibited high stability of permeabilities up to several MHz and superior core-loss and quality-factor properties. Moreover the dc bias property was better in the wide field range for the cores having polyamide. The enhanced magnetic properties of polyamide-added cores were attributed to the more sufficient electrical insulation between magnetic particles, where the higher insulation state was considered to be obtained from the larger volume fraction of polyamide in the powder cores.

FeCuNbSiB 나노결정립 합금 분말코아의 자기적 특성에 미치는 절연체의 영향

250～850 $\mu\textrm{m}$ 크기의 FeCuNbSiB 나노결정립 합금분말에 3wt%의 전기절연체(glass frits, 활석 또는 폴리아미드 분말)를 혼합한 뒤 압축성형하여 분말코아를 만들었을 때, 절연물질의 종류에 따른 자기적 특성의 변화를 조사하고 그 결과를 비교하였다. 세라믹 물질인 glass frits와 활석은 폴리아미드에 비해 수백 kHz이하의 주파수 범위에서 높은 투자율을 나타내나 1 MHz 이상의 주파수에서는 투자율이 빠르게 낮아지는 거동을 보였다 자심손실은 glass frits와 활석을 첨가한 자심 쪽이 더 크며, 품질계수는 폴리아미드를 첨가한 자심보다 더 낮은 주파수에서 피크를 나타내고 그 값도 더 작았다. 반면 폴리아미드로 절연처리한 자심의 경우 수 MHz에 이르기까지 투자율의 저하가 거의 나타나지 않았으며, 더 우수한 자심손실 및 품질계수 특성을 보여 주었다. 그리고 직류중첩특성 또한 폴리아미드를 첨가한 자심이 100 Oe이상의 큰 자장에 이르기까지 더 우수하였다. 폴리아미드를 절연체로 사용한 경우 그 밀도가 낮음으로 인해 결국 더 많은 체적비로 혼합되므로 자성 입자 사이의 전기적 절연을 보다 더 충분히 해주고 있는 것으로 판단되었으며, 세라믹 물질을 절연체로 사용했을 때와의 이상과 같은 자기적 특성의 차이는 이 사실에 주로 의존하고 있는 것으로 평가되었다.