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Amorphe Legierungen

Amorphe Legierungen haben eine ungeordnete atomare Struktur ohne kristalline Bereiche („Körner“) und Korngrenzen. Dadurch haben sie a priori gute Voraussetzungen für weichmagnetisches Verhalten, da Störeinflüsse wie Kristallanisotrope und Korngrenzen-Pinning entfallen.

Amorphe Fe-Basislegierungen werden in Form von ca. 25 µm dicken Folien in Bandbreiten bis ca. 200 mm in einem Schritt direkt aus der Schmelze hergestellt. Zum Einstellen des (metastabilen) amorphen Zustandes sind selbst bei den geeigneten Legierungen Abkühlraten von 1 Million Kelvin pro Sekunde notwendig. Dies gelingt mit Hilfe einer Rascherstarrungstechnolgie, bei der die Schmelze durch eine Keramikdüse auf ein schnell rotierendes wassergekühltes Kupferrad gepresst wird.

Diese Bänder werden zu Ring- oder Schnittbandkernen weiterverarbeitet. Zum Abbau der inneren Spannungen sowie zur Einstellung spezieller Hystereseschleifen erfolgt i. d. R. eine Wärmebehandlung unterhalb der Kristallisationstemperatur. Diese liegt mit ca. 500 °C bei den meisten kommerziellen Legierungen in einem für viele Anwendungen sicheren Bereich.

Werkstoffdaten
SättigungsinduktionBsRT[T]1,56
Curie-TemperaturTc [°C]399
Kristallisationstemperatur  [°C]508
Obere Anwendungstemperatur  [°C]ca. 130
Magnetostriktionλs [ppm]27
Spez. elektrischer WiderstandρelRT[µΩm]1,3
Dichteρ [g/cm³]7,18
Typ. FüllfaktorFF [%]82
UmmagnetisierungsverlustePFe(0,1T, 25 kHz)[W/kg]ca. 15
UmmagnetisierungsverlustePFe(0,3T, 50 kHz)[W/kg]ca. 300