Cold sintered soft magnetic composites based on amorphous ferromagnetic fibres

Compozite magnetice moi sinterizate la rece realizate din fibre feromagnetice amorfe

ABSTRACT

​

The aim of this project is to develop a new family of soft magnetic composites (SMC’s) that is Fibres based Soft Magnetic Composites (FSMC’s). The main idea consists in the replacement of ferromagnetic particles (that are generally used for SMC’s preparation) by long and thin amorphous Fe-based and Co-based fibres. This new family of materials should have lower core losses as compared to magnetic cores based on Fe-Si laminates and higher magnetic permeability as compared to SMC’s. Amorphous Fe-based and Co-based fibres are commercially available being produced in our country also. The amorphous fibres will be covered by a ceramic insulating layer via hydrothermal techniques and then subjected to cold sintering. Several ceramic coatings such as SiO2, MgO, ZrO2, MoO3, BaTiO3, BaMoO4, etc. are considered. These compounds were selected because they can be easily produced/deposed via the hydrothermal method and they can also be cold sintered. Both techniques are extensively studied nowadays and are considered environmentally friendly. The influence of the hydrothermal parameters on the characteristics of the resulted ceramic coating (thickness, continuity, adherence, thermal stability, etc.) will be investigated. This project aims to develop two new concepts in the field of SMC’s: (i) the development of a new family of SMC’s - Fibres based Soft Magnetic Composite based on amorphous fibre (FSMC’s); (ii) the use of cold sintering process to prepare SMC’s.

​

REZUMAT

Scopul principal al acestui proiect este acela de a dezvolta o nouă familie de materiale compozite magnetice moi (SMC) denumită compozite magnetice moi pe bază de fibre (FSMC). Ideea principală constă în înlocuirea particulelor feromagnetice (folosite în general la obținerea SMC-urilor) cu fibre lungi și subțiri ale unor aliaje amorfe cu baza Fe și cu baza Co. Această nouă familie de materiale trebuie să aibă pierderi magnetice mai mici decât miezurile din tole de Fe-Si și permeabilitate magnetică mai mare decât SMC-urile pe bază de pulberi. Fibrele amorfe sunt ușor de procurat fiind produse și în tara noastră. Fibrele amorfe vor fi acoperite cu un strat izolator ceramic prin metoda hidrotermală și apoi vor fi sinterizate la rece. Se au în vedere câteva tipuri de acoperiri ceramice precum SiO2, MgO, ZrO2, MoO3, BaTiO3, BaMoO4, etc. Acești compuși au fost selectați deoarece, conform literaturii de specialitate, pot fi produși/depuși prin metoda hidrotermală și sinterizați prin sinterizare la rece. Aceste două tehnici sunt foarte studiate în acest moment fiind considerate eco-tehnologii. Va fi studiată influența parametrilor procesului de depunere hidrotermală asupra caracteristicilor statului ceramic depus (grosime, continuitate, aderență, stabilitate termică etc). Două noi concepte vor fi abordate și dezvoltate: (i) dezvoltarea unei noi familii de SMC – FSMC pe bază de fibre amorfe; (ii) utilizarea tehnicii de sinterizare la rece pentru producerea compozitelor magnetice moi.

​

This work was supported by a grant of the Romanian Ministry of Education and Research, CNCS - UEFISCDI,
project number PN-III-P4-ID-PCE-2020-0175, within PNCDI III.