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A. Lebhard:
"Evalkuation of an SMC powder during uniaxial compaction and subsequent annealing treatment";
Supervisor: C. Gierl-Mayer; Institut für Chemische Technologie und Analytik, 2021; final examination: 2021-03-29.

SMCs (Soft Magnetic Composites) offer new promising prospects for mid-range frequency electromagnetic applications. Produced by efficient powdermetallurgical methods, they not only show remarkable magnetic and electric properties, but have also proven to be able to compete with well-established materials like laminated steel sheets.
The goal of this thesis was the production of stable samples from a SMC powder, supplied by Huawei, by uniaxial compaction and subsequent annealing treatment. Furthermore, the optimisation of the electromagnetic performance of the samples was aimed for by adjusting the production and annealing parameters. Various compaction trials were conducted to find a suitable pressing aid and determine the ideal compaction pressure. To increase the mechanical strength of the samples even further, a post-processing step, which includes the impregnation of the samples with an adhesive, was introduced. Further trials were conducted to evaluate the effect of the duration and temperature level of an annealing treatment on the most important parameters (magnetic saturation, coercitivity, specific resistivity and transverse rupture strength). Furthermore, the properties of the powder itself were evaluated by elemental analysis, differential thermoanalysis, measurement of particle size distribution and X-Ray Photoelectron Spectroscopy and consequently a theory for a mechanism was proposed, which explains the increase in specific resistivity at elevated annealing temperatures.
It was shown that, at the right conditions, production of stable and well-performing samples from the given Fe-Si powder is feasible. Moreover, these samples offer properties which can compete with other commercially available SMC powders.

SMC (=Soft magnetic composite)-Werkstoffe bieten für elektromagnetische Anwendungen eine innovative, pulvermetallurgische Alternative zu den bereits etablierten, laminierten Blechen, da sie, vor allem im hochfrequenten Anwendungsbereich, eine hohe Leistung bei geringen Energieverlusten aufweisen.
Ziel dieser Arbeit war es durch uniaxiales Pressen und anschließender Wärmebehandlung ein stabiles Bauteil aus einem SMC-Pulver (in diesem Fall ein Fe-Si-Pulver mit elektrisch isolierender Schicht) herzustellen und dabei die magnetischen und elektrischen Eigenschaften zu optimieren.
Durch verschiedene Pressversuche wurde empirisch ein geeignetes Presshilfsmittel und der ideale Pressdruck ermittelt. Zur Erhöhung der Stabilität wurden die Bauteile nach der Temperaturbehandlung mit einem geeigneten Klebstoff imprägniert.
Weiters wurden durch Herstellung und Untersuchung mehrerer Probenserien, die in der Höhe und Dauer der Temperaturbehandlung variieren, der Einfluss dieser auf leistungsbestimmende Parameter (Magnetische Sättigung, Koerzitivfeldstärke, spezifischer Widerstand und Biegefestigkeit) untersucht und diese auch maßgeblich verbessert. Außerdem wurden durch Elementaranalyse, Differentielle Thermoanalyse, Messung der Partikelgrößen und XPS (X-Ray Photoelectronspectroscopy)-Messungen nicht nur Informationen über das bereitgestellte Pulver gesammelt, sondern auch ein Mechanismus vorgeschlagen, der bei den hergestellten Werkstücken zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes bei erhöhten Temperaturen führt.
Folglich wurde gezeigt, dass bei den passenden Bedingungen Werkstücke aus dem Fe-Si-Pulver hergestellt werden können, die in Bezug auf mechanische und elektromagnetische Leistung vergleichbar gut wie andere kommerziell erhältliche SMC-Pulver abschneiden.

SMC, Pressen, Wärmebehandlung