Soft magnetic composites (SMC) of polyether ether ketone (PEEK) coated iron powders are developed based on their magnetic, electric, and physical properties. Different mass concentrations of PEEK and iron are prepared and optimized. A high purity iron powder is used for mesh 45, 45-150, and 150-250 micron for 14.1%, 66.4%, and 19.5% traces respectively. Different trace concentrations provide optimization of SMC properties concerning the application. The coating of the iron particles is performed by ultra-fine powdered PEEK particles in a centrifugal mixture, and the overall SMC manufacturing process is improved to be solvent-free, economical, and environmentally friendly. The polymer coating on metal powders reduces the core losses significantly. SMC samples of various densities are tested for magnetic properties by using a vibrating sample magnetometer (VSM) at four temperature values 298.15, 323.15, 348.15, and 373.15 K. The physical characteristics are studied by using an optical microscope (OM) and scanning electron microscope (SEM). The feasibility of the developed SMC is tested by developing a lightweight core for an ultra-thin BLDC motor with low power losses.
PEEK (Polyether ether ketone)가 코팅 된 철 분말의 연자성 복합재료 (Soft magnetic composite, SMC)를 자기, 전기 및 물리적 특성을 기반으로 개발하였다. 본 연구에서는 PEEK와 철 무게 함량에 따른 최적화를 진행하였으며, 고순도 철 분말은 45, 45-150 및 150-250의 메시에서 각각 14.1%, 66.4% 및 19.5%가 남는 것을 확인하였다. 이러한 농도 변화를 통해 적용 분야와 관련하여 SMC 특성 최적화를 진행할 수 있었다. 철입자의 코팅은 원심 혼합된 초미립 PEEK 입자를 통해 수행하였으며, 전체 SMC 제조 공정은 용매가 없고 경제적이며 친환경적으로 개선되었다. 또한, 고분자가 코팅된 금속 분말을 통해 효과적으로 코어 손실을 줄일 수 있는 것을 확인하였다. 밀도가 다른 SMC 샘플은 298.15, 323.15, 348.15 및 373.15K의 4가지 온도 조건 하에서 진동 샘플 자력계 (Vibrating sample magnetometer, VSM)를 이용하여 자기 특성을 평가하였으며, 물리적 특성은 광학 현미경 (Optical microscope, OM)과 전자주사현미경 (Scanning electron microscope, SEM)을 통해 분석하였다. 개발된 SMC의 타당성은 전력 손실이 적은 초박형 BLDC 모터 용 경량 코어 개발을 통해 평가되었다.
