Dependence of magnetic fillers, extrusion and injection moulding parameters on the magnetic properties of plastics and on its use as transformer cores

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Bernd Weidenfeller
• Subject Area: Polymer Materials
• Term: from 2000 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5255760

Bereits 1950 wurden Transformatorkerne aus weichmagnetischen Partikeln in einem polymeren Binder mittels des Spritzgießprozesses hergestellt. Dennoch sind bis heute einerseits die Einflüsse der Dichte, der Form, der Konzentration, der Orientierung, der Kristallinität und der Spannungen sowohl der Füllstoffe als auch der Polymermatrix, andererseits die Einflüsse der Parameter des Spritzgießprozesses wie Temperatur, Druck und die Form des Spritzgießwerkzeugs auf die magnetischen Eigenschaften der spritzgegossenen Transformatorenkerne weitgehend unbekannt, und ihre Eigenschaften lassen sich nicht vollständig theoretisch beschreiben. In dem Forschungsvorhaben werden mittels Spritzguß polymergebundene weichmagnetische Kernmaterialien hergestellt. Analog zur Verwendung von Eisensiliziumblechen in Großtransformatoren werden im Forschungsvorhaben zunächst Eisensilizium-Pulver zur Füllung der Polymere verwendet. Die magnetischen Eigenschaften der spritzgegossenen Polymer- Transformatorkerne werden durch Variation der Spritzparameter und anhand der Konzentration, der Verteilung, der Orientierung, der Dichte, der Form, der Kristallinität und der Spannungen der magnetischen Partikel in dem Kunststoff variiert, vollständig charakterisiert und mit einem Modell beschrieben. Unter zu Hilfenahme der entwickelten Modelle werden Transformatorkerne mit unterschiedlichen Geometrien im Spritzgießverfahren hergestellt und deren Eigenschaften anhand der Vorhersagen der theoretischen Beschreibung überprüft. Ziel des Vorhabens ist es, eine modellhafte theoretische Beschreibung von magnetischen Polymer-Kernmaterialien zu erarbeiten und damit das Potential derartiger Materialien vorherzusagen.

• DFG Programme: Research Grants