电子变压器磁芯真空涂复新工艺

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1、电子变压器磁芯真空涂复新工艺用于各种电子变压器和电感器的铁氧体磁芯，由于制造工艺的影响，铁氧体磁芯表面往往或多或少分布有细孔或微裂纹，空气中的水份借助毛细作用，会使铁氧体磁芯吸湿受潮，从而显著影响器件的电磁性能，机械强度也会大大降低。因此有必要进行磁芯表面的涂复处理。传统的涂复工艺有两种:一是用喷枪将涂复物喷射于铁氧体磁芯表面，自然干燥或烘干，这种方法适用于较大尺寸的圆柱形、环形磁芯;百五二是将铁氧体磁芯放入装有涂复物的窗口内浸渍，然后在一定温度下进行聚合处理。由于涂层厚度难以控制，涂复物较难进入极小的微孔以及附着力很难令人

2、满意等，因此，传统的涂复工艺无论从质量还是从效率来看，都无法适应现代化大生产的需要。这里介绍一种适用于各种铁氧体磁芯的真空涂复新工艺，即：VDP(VAPORIZEDDEPOSITPROCESS）气相分子沉积保护涂层工艺。二、VDP工艺过程VDP气相分子沉积工艺采用一种叫做PARYLENE的新型高分子聚合物作为涂复材料，其工艺过程可分为三个步骤，如图1所示。图1VDP气相分子沉积工艺过程第一步是在大约150℃温度下将固态的高分子二聚物在真空中进行蒸发，使这种白色粉末直接升华为气态。第二步是对这种气态的高分子二聚物加温至680℃

3、左右，使其裂解为具有活性的单体。第三步使气态的单体象云雾般充满真空状态下的沉积室，然后在铁氧体磁芯表面发生聚合，不断生长成薄膜涂层，直至单体不再存在为止。这种方法最早由WilliamF.Gorham发明，并申请了一种特殊的先进的蒸汽涂复新工艺专利。目前，采用这种方法的相应设备也已被开发出来，形成了适用于各种基体表面涂复保护的系列化产品，并在自动化生产流水线及实验室中获得了广泛的应用。三、VDP工艺特点3.1涂复材料的基本结构VDP工艺所采用的涂复材料PARYLENE是一类独特的热塑性高分子聚合物的总称，目前这一家庭中的主要成

4、员有三位:PARYLENE-N是其中的基本成员，叫做聚对二甲苯;PARYLENE-C作为第二位成员，是用一个氯原子取代聚对二甲苯中的一个芳香烃氢原子而构成的;PARYLENE-D作为第三位成员，是用两个氯原子取代聚对二甲苯中的两个芳香烃氢原子而构成的。PARYLENE-C和PARYLENE-D的性质基本相似，但是具有更好的耐高温性能。PARYLENE通过气相分子沉积而非液态的方式在铁氧体磁芯表面生成线性的、结晶的高分子聚合物，具有良好的绝缘性能和化学稳定性，无色、透明，且不会产生针孔，是一种无应力保护涂层。PARYLENE的

5、化学结构如图2所示。图2PARYLENE的化学结构3.2VDP的工艺的特点形成完整的保护薄膜由于气相分子几乎无孔不入，所以VDP工艺能适应各种形状的磁芯，包括尖锐的边缘、针孔、微裂纹、管状磁芯的内表面，甚至盲孔，均将生成致密的、十分均匀的PARYLENE保护膜，不会出现液态涂复时在小孔、相邻的表面以及拐角处形成的“桥接”:此外，由于气相分子沉积是在室温下进行的，所以也不会产生液态涂复时的凝固应力和加热过程导致的严重张力。保护膜自身性能优越PARYLENE薄膜的电气性能良好，表面电阻为欧姆-厘米，比环氧类略高;厚度1密耳(mi

6、l)的薄膜耐压强度为5500-7000V（DC），随着厚度的减薄，单位厚度的击穿电压反而升高（图3）;介电常数为2.65-3.15（60Hz-1MHz时），与环氧类相当。图3PARYLENE薄膜的击穿电压PARYLENE薄膜的分子量高达500000，结构致密，密度为1.1-1.5g/，比环氧类略高;熔点290-420℃;比热、拉伸强度与环氧类相当;在低于175℃时，几乎不溶于任何有机溶剂。因为PARYLENE薄膜涂复时不需要其他溶剂或添加剂，所以涂层无凝结结晶残留物，化学性质特别稳定;活性单体分子间紧密相连，形成很长的聚合链

7、，因此涂层的附着力和均匀性良好。膜厚可控且生长速度快同真空金属镀膜不同，VDP工艺沉积速度相当快，通常每分钟可沉积0.2微米;动力学研究表明，沉积速度与沉积室内单体浓度平方成正比，与温度成反比;只要控制单体浓度、沉积时间和温度，就可控制涂层厚度，一般PARYLENE薄膜的厚度控制在1-100微米之间。3.3存在的问题目前世界上只有英、美等少数先进工业化国家掌握VDP工艺技术及设备，价格相当昂贵，我国要在短期内实现国产化尚有一定困难。此外，虽然PARYLENE薄膜在室内比较稳定，预计在100℃的空气中可旋转10年，但不能在室外

8、阳光直接照射下长期使用可能会导致迅速脆裂。对于铁氧体磁芯来说,在实施气相分子沉积之前，还应进行预处理，包括清洗和用稀释的有机硅烷溶液来处理等。