본 연구는 철기(Fe based) Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁ 나노결정 합금의 분말코어(powder core)의 연자기적 특성 향상을 위한 기초연구로서, 절연 코팅제의 첨가량 및 분말입도에 따른 투자율, 코어손실 및 DC 바이어스 특성을 주로 조사하였다. 우선 합금조성을 PFC 장치를 이용하여 비정질 합금리본을 제조한 후, 열처리, 미분쇄 및 분급하여 얻어진 합금분말에 절연 코팅제(PEI)의 첨가량을 0.5, 1.0, 2.0, 2.5 wt%로 변화시켜 16 ton/ cm²으로 압축성형 및 결정화 열처리하여 제조한 토로이달 나노결정 분말코어
(OD12.7 mm × ID7.62 mm × H4.75 mm)는 절연 코팅제 함량이 증가할수록 투자율은 감소하였지만, 코어손실 및 DC 바이어스 특성은 향상됨을 확인하였다. 이러한 이유는 합금분말 절연 코팅제 첨가량이 증가할수록 비정질 합금분말 입자가 적어져 분말코어의 성형밀도가 낮아지기 때문으로 추정되었으며, 절연 코팅제의 함량은 1 wt%가 가장 적합한 것으로 판단되었다. 또한 절연 코팅제 함량을 1 wt%로 고정하고, 합금분말의 입도에 따라 제조한 분말코어의 경우, 실효투자율 및 코어손실은 입도가 클수록 우수하였지만, DC 바이어스 특성은 인가자장이 증가함에 따라 더욱 나빠짐을 확인하였다. 그 이유는 합금분말 표면의 코팅층 두께 차이에 의한 절연효과, 잔류기공 혹은 분말코어의 성형밀도 차이 등에 기인하는 것으로 추정되었다.

This is a basic research for improving soft magnetic property of Fe based nano crystalline alloy powder core. The main study is done around characteristics of permeability, core loss, and DC bias depending on amount of insulation coating agent and particle size. First, Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁ amorphous alloy ribbon was fabricated by using the planar flow casting (PFC) device. Then, heat treatment
and ball milling were done to obtain alloy powder. The amount of polyether imide (PEI) added to it was varied by 0.5, 1.0, 2.0, 2.5 wt% to have compression molding into 16 ton/cm². After going through crystalline heat treatment, the made toroidal nano crystalline powder core (OD12.7 mm*ID7.62 mm*H4.75 mm) had smaller permeability as amount of insulation coating agent decreases. However, it was found out that core loss and DC bias characteristics have been improved. The reason for this results were expected to be because green density of power core decreases as amorphous alloy powder particles become smaller as amount of alloy powder insulation coating agent increases, it was determined that 1 wt% of insulation coating agent is appropriate. Also, for powder core made based on alloy powder size with amount of insulation coating agent fixed at 1 wt%, effective permeability and core loss were outstanding as particle size became bigger. However, characteristics of DC bias became worse as applied DC field increases. This is expected to be due to insulation effect, residual pores, or molding density of powder core resulting from thickness of coating on surface of alloy powder.