Einfluss der magnetischen Füllstoffe und der Parameter des Herstellprozesses auf die magnetischen Eigenschaften von gefüllten Kunststoffen hinsichtlich ihrer Nutzung als spritzgegossene Transformatorenkerne
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In dem Forschungsvorhaben wurden die Eigenschaften von polymergebundenen weichmagnetischen Compositen (Polymer Bonded Soft Magnetic Composites - PBSMC) untersucht, die aus Polypropylen, Polyamid oder Wachs und Partikeln aus Magnetit, Eisen, und Eisenlegierungen im Extrusions- und Spritzgussverfahren hergestellt wurden. Die in dem Vorhaben erzielten Ergebnisse lassen sich in die vier Bereiche Extrusion höchstgefüllter Polymere Spritzguss höchstgefüllter Polymere Mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften höchstgefüllter Polymere Magnetische Eigenschaften höchstgefüllter Polymere aufteilen. PBSMCs als Transformatoren erfordern einen extrem hohen Füllgrad von bis zu 85-Volumen% an Magnetpartikeln (Keramik-/Metallpulverspritzguss: ca 65-vol.%). Theoretische Grundlagen zu Partikelgrößenverteilungen ergaben keine technisch anwendbaren Partikelgrößenverteilungen. Diese wurden in Versuchen ermittelt und garantieren Partikelfüllgrade bis zu 85-Vol.%. Gegenüber dem Stand des Wissens zum Zeitpunkt der Antragstellung wurden Prozessparameter für Extrusion und Spritzguss von PBSMC erarbeitet und geeignete Additive gefunden. Die unbekannten mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften von PBSMC wurden erforscht. Antragsgemäß wurden die in der Literatur kontrovers diskutierten magnetischen Eigenschaften von PBSMC erforscht und erklärt. Weiter konnten die Abhängigkeiten der magnetischen Kenngrößen von den Prozessparametern und den eingesetzten Materialien geklärt werden. Schließlich wurde die Eignung von PBSMC als spritzgegossene Transformatorenkerne gezeigt und eine theoretische Formel zur Berechnung ihrer Permeabilität entwickelt.
