磁性材料常识参数介绍
磁性材料的基本特性及分类参数
一. 磁性材料的基本特性
1. 磁性材料的磁化曲线
磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2. 软磁材料的常用磁性能参数
饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br∕Bs
矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:
磁钢参数解读
磁钢参数解读
磁钢是一种常用的磁性材料,具有很高的磁导率和磁化强度。在电子电气领域,磁钢被广泛用于电机、变压器、声音设备等各种电磁设备中。磁钢的性能参数对设备的工作效果和性能起着至关重要的作用。本文将解读磁钢的几个常见参数,以帮助读者更好地了解并选择合适的磁钢材料。
1.磁导率(μ):磁导率是磁钢的基本物理参数,表示了材料对磁场的
响应能力。磁导率越高,材料对磁场的感应能力越强,磁导率越低,材料对磁场的感应能力越弱。磁导率的单位是亨利/米(H/m),常用的磁导率数值范围一般在1000-7000之间。
2.饱和磁化强度(Bs):饱和磁化强度是指磁钢材料在饱和磁场下的
磁化强度。简单来说,就是磁钢能够达到的最高磁化程度。饱和磁化强度越高,材料的磁化能力越强,磁场越容易被磁化。饱和磁化强度的单位是特斯拉
(T),常用的数值范围一般在0.5-2.5T之间。
3.剩磁(Br):剩磁是指在去磁场的作用下,磁钢材料表面产生的剩
余磁场。剩磁是磁钢材料磁化后得到的一个留存状态,可以用来储存或传输磁能。剩磁的大小与材料本身的磁化强度有关,一般剩磁越大,材料的磁能保存能力越强。剩磁的单位也是特斯拉(T),常用的数值范围一般在0.05-1.0T
之间。
4.矫顽力(Hc):矫顽力是指磁钢材料在去磁化后,需要外加的磁场
强度才能使其重新磁化的能力。矫顽力越大,材料越难去磁化,矫顽力越小,材料越容易去磁化。矫顽力的单位是安培/米(A/m),常用的数值范围一般在100-1000A/m之间。
5.温度系数(α):温度系数是指磁钢材料在不同温度下的磁化能力变
磁性材料参数汇总表
磁性材料参数汇总表
引言
磁性材料是一类重要的材料,在许多领域中都有广泛的应用,例如电子设备、电力传输、通信等。了解磁性材料的参数对于正确选择和设计合适的磁性材料至关重要。本文档旨在提供一个汇总表,列出常见磁性材料的重要参数和特性,以帮助工程师和研究人员进行选择和评估。
1. 常见磁性材料
1.1 铁氧体材料
铁氧体材料是一类具有高饱和磁感应强度和低磁导率的磁性材料。下表列出了一些常见的铁氧体材料及其参数。
材料名称饱和磁感应强度 (T) 磁导率 (H/m) 矫顽力 (A/m)
镍锌铁氧体0.4 50 800
锰锌铁氧体0.3 100 500
镍铜铁氧体0.6 20 1000
1.2 钕铁硼磁体
钕铁硼磁体是一类具有极高磁能积和高矫顽力的磁性材料。下表列出了一些常见的钕铁硼磁体及其参数。
材料名称饱和磁感应强度 (T) 磁能积 (J/m3) 矫顽力 (A/m)
N35 1.17 263e6 955
N45 1.33 326e6 955
N52 1.45 398e6 955
1.3 钢磁材料
钢磁材料是一类在低频磁场中具有高导磁率和低矫顽力的磁性材料。下表列出了一些常见的钢磁材料及其参数。
材料名称饱和磁感应强度 (T) 导磁率 (H/m) 矫顽力 (A/m)
低碳钢 2 1000 4
硅钢 2 5000 6
非晶合金钢 2.1 10000 2
2. 参数解释
2.1 饱和磁感应强度
饱和磁感应强度是材料在外加磁场作用下能够达到的最大磁感应强度。单位为特斯拉(T)。
2.2 磁导率
磁导率描述了材料对磁场的响应程度,即磁场强度与磁感应强度之间的比值。单位为亨利/米(H/m)。
磁性材料基本参数详解
磁性材料基本参数详解
磁性是物质的基本属性之一,磁性现象与各种形式的电荷的运动相关联,物质内部电子的运动和自旋会产生一定大小的磁矩,因而产生磁性。
自然界物质按其磁性的不同可分为:顺磁性物质、抗磁性物质、铁磁性物、反铁磁性物质以及亚铁磁性物质,其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质,通常将这两类物质统称为“ 磁性材料” 。
铁氧体颗粒料: 是已经过配料、混合、预烧、粉碎和造粒等工序,可以直接用于成形加工的铁氧体料粒。顾客使用该料可直接压制成毛坯,经烧结、磨削后即可制成所需磁芯。本公司生产并销售高品质的铁氧体颗粒料,品种包括功率铁氧体JK 系列和高磁导率铁氧体JL 系列。
锰锌铁氧体: 主要分为高稳定性、高功率、高导铁氧体材料。它是以氧化铁、氧化锌为主要成分的复合氧化物。其工作频率在1kHz 至10MHz 之间。主要用着开关电源的主变压器用磁芯. 。
随着射频通讯的迅猛发展,高电阻率、高居里温度、低温度系数、低损耗、高频特性好(高电阻率ρ、低损耗角正切tg δ)的镍锌铁氧体得到重用,我司生产的Ni-Zn 系列磁芯,其初始磁导率可由10 到2500 ,使用频率由1KHz 到100MHz 。但主要应用于1MHz 以上的频段、磁导率范围在7-1300 之间的EMC 领域、谐振电路以及超高频功率电路中。磁粉芯: 磁环按材料分为五大类:即铁粉芯、铁镍钼、铁镍50 、铁硅铝、羰基铁。使用频率可达100KHZ ,甚至更高。但最适合于10KHZ 以下使用。
磁场强度H :
磁场“ 是传递运动电荷或者电流之间相互作用的物理物” 。
磁性材料入门知识
磁性材料入门知识
磁性材料入门知识
磁性材料是指在磁场中可以产生磁性的材料,包括铁、钢、铁合金、磁性玻璃、氧化物等等。它们具有多种应用,如电机、电磁铁、电子、通讯、医疗、军事等领域。本文将为你介绍磁性材料的基本知识。
1. 磁化强度
磁化强度是衡量磁性材料磁化程度的物理量,通常用磁化强度或磁化矢量表示。磁化强度的单位是安培每米(A/m)或
高斯(Gs)。磁力线越接近选定的物体,磁化强度就越强。
2. 磁场强度
磁场强度是衡量磁场强弱的物理量,它和磁性材料的磁化程度有关。磁场强度的单位是特斯拉(T)或高斯(Gs)。
3. 磁性导数
磁性材料的磁性导数是指材料对磁场的响应,通常用来表示磁性材料的磁化程度。高磁性导数的材料对磁场的响应非常灵敏,可以用来制造磁传感器。
4. 磁饱和
当磁性材料的磁化强度达到一定值时,它将不再对外加磁场产生响应,这个过程称为磁饱和。磁饱和是磁性材料失去磁性的一个重要特征。
5. 磁畴
磁性材料分为多个微小的磁畴,每个磁畴具有自己的磁矩方向,这个方向通过相邻的原子强引力互相保持。每个磁畴磁矩方向相同,但与相邻磁畴的磁矩方向不同。
6. 磁滞回线
当一个交变电流通过一个螺线管时,磁针的磁化方向会随着电流变化,因此在磁针上会形成一个磁滞回线。磁滞回线经常用来描述磁性材料的饱和磁化、滞磁和磁导率等性质。
7. 磁性材料分类
根据磁性材料的磁导率和饱和磁化强度,可以将磁性材料分为软磁性材料和硬磁性材料。
软磁性材料是指具有高磁导率和低磁饱和的材料,通常用作电子元器件、电机和变压器等领域。硬磁性材料是指具有高饱和磁化和低磁导率的材料,通常用于制造永磁体、磁存储、磁头等领域。
磁性材料基础知识---已
磁性材料基础知识
磁性材料:
磁性是物质的基本属性之一。磁性现象是与各种形式的电荷运动相关联的,由于物质内部的电子运动和自旋会产生一定大小的磁场,因而产生磁性。一切物质都具有磁性。自然界的按磁性的不同可以分为顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质,反铁磁性物质,以及亚铁磁性物质,其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质,通常将这两类物质统称为磁性材料。
磁性材料的分类,性能特点和用途:
1铁氧体磁性材料,一般是指氧化铁和其他金属的氧化物。他们大多具有亚铁磁性。特点:电阻率远比金属高,约为1-10(12次方)欧/厘米,因此涡损和趋肤效应小,适于高频使用。饱和磁化强度低,不适合高磁密度场合使用。居里温度比较低。
2 铁磁性材料:指具有铁磁性的材料。例如铁镍钴及其合金,某些稀土元素的合金。在居里温度以下,加外磁场时材料具有较大的磁化强度。
3 亚铁磁性材料:指具有亚铁磁性的材料,例如各种铁氧体,在居里温度以下,加外磁场时材料具有较大的磁化强度。
4 永磁材料:磁体被磁化后去除外磁场仍具有较强的磁性,特点是矫顽力高和磁能积大。可分为三类,金属永磁,例,铝镍钴,稀土钴,铷铁硼等。
铁氧体永磁,例,钡铁氧体,锶铁氧体,其他永磁,如塑料等。
5软磁材料:容易磁化和退磁的材料。锰锌铁氧体软磁材料,其工作频率在1K-10M之间。镍锌铁氧体软磁材料,工作频率一般在1-300MHZ
金属软磁材料:同铁氧体相比具有高饱和磁感应强度和低的矫顽力,例如工程纯铁,铁铝合金,铁钴合金,铁镍合金等,常用于变压器等。
术语:
1 饱和磁感应强度:(饱和磁通密度)磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度。在实际应用中,饱和磁感应强度往往是指某一指定磁场(基本上达到磁饱和时的磁场)下的磁感应强度。
磁性材料基础知识
磁性材料基础知识(入门)
磁性材料:
概述:磁性是物质的基本属性之一。磁性现象是与各种形式的电荷运动相关联的,由于物质
内部的电子运动和自旋会产生一定大小的磁场,因而产生磁性。一切物质都具有磁性。自然界的
按磁性的不同可以分为顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质,反铁磁性物质,以及亚铁磁性物
质,其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质,通常将这两类物质统称为磁性材料。
1.磁性材料的分类,性能特点和用途:
铁氧体磁性材料,一般是指氧化铁和其他金属氧化物的符合氧化物。他们大多具有亚铁磁性。特点:电阻率远比金属高,约为1-10(12次方)欧/厘米,因此涡损和趋肤效应小,适于高频使用。饱和磁化强度低,不适合高磁密度场合使用。居里温度比较低。
2 铁磁性材料:
指具有铁磁性的材料。例如铁镍钴及其合金,某些稀土元素的合金。在居里温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度。
3 亚铁磁性材料:
指具有亚铁磁性的材料,例如各种铁氧体,在奈尔温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度。
4 永磁材料:
磁体被磁化厚去除外磁场仍具有较强的磁性,特点是矫顽力高和磁能积大。可分为三类,金
属永磁,例,铝镍钴,稀土钴,铷铁硼等。
铁氧体永磁,例,钡铁氧体,锶铁氧体,其他永磁,如塑料等。
5软磁材料:
容易磁化和退磁的材料。锰锌铁氧体软磁材料,其工作频率在1K-10M之间。镍锌铁氧体软磁材料,工作频率一般在1-300MHZ
6.金属软磁材料:
同铁氧体相比具有高饱和磁感应强度和低的矫顽力,例如工程纯铁,铁铝合金,铁钴合金,铁镍合金等,常用于变压器等。
常用磁芯参数范文
常用磁芯参数范文
磁芯是一种用于电磁元件中的材料,主要用于集成电路、传感器、电感、变压器和电源等设备中。它们具有不同的特性和特点,因此在选择磁芯时需要考虑许多参数。下面是一些常用的磁芯参数。
1.硬磁性能:硬磁性能是磁芯的重要参数之一,它决定了磁芯在磁场中能够产生多大的磁感应强度。硬磁性能通常用剩磁、矫顽力和矫顽力延迟等指标来表示。
2.相对磁导率:相对磁导率是磁芯的另一个重要参数,它决定了磁芯的导磁能力。相对磁导率越高,磁芯的导磁能力越强。
3.矫顽力:矫顽力是指磁芯在外加磁场作用下,磁感应强度增加到饱和值所需的磁场强度。矫顽力越高,磁芯的磁感应强度越高。
4.矫顽力延迟:矫顽力延迟是指矫顽力在磁场消失后,磁芯保持磁感应强度的能力。矫顽力延迟越高,磁芯的保持磁感应强度能力越强。
5.饱和磁感应强度:饱和磁感应强度是指磁芯在饱和状态下的磁感应强度。饱和磁感应强度越高,磁芯的导磁能力越强。
6.损耗:损耗是指磁芯在磁场作用下产生的能量损失。损耗通常分为磁滞损耗和涡流损耗两种。
7.温度特性:磁芯的温度特性决定了磁芯在不同温度下的性能。温度特性通常包括磁感应强度、电阻和导磁系数等参数的变化。
8.尺寸:磁芯的尺寸决定了它的使用范围。尺寸通常包括磁心直径、磁心高度、线圈匝数等参数。
9.材料:磁芯的材料决定了它的性能和特点。常见的磁芯材料包括铁氧体、镍锌铁氧体、铁镍合金等。
以上是一些常用的磁芯参数,不同的应用场景和需求会对这些参数有不同的要求。因此,在选择磁芯时,需要根据具体的应用需求来确定合适的参数。
磁性材料的基本特性及分类参数
一.磁性材料的基本特性
1.磁性材料的磁化曲线
磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H作用下,必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数
饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br∕Bs
矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁
磁性材料.
磁性材料
1.我们把顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质,把铁磁性物质称为强磁性物质。通常所说的磁性材料是指强磁性物质。磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料,不容易去磁的物质叫硬磁性材料。一般来讲软磁性材料剩磁较小,硬磁性材料剩磁较大。
2.居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。
3.μ磁导率,μo真空磁导率(4π×10-7H/m),μr=μ/μo为介质相对磁导率。空气的相对磁导率近似等于1。相对磁导率小于1的介质称为抗磁介质,如铜和铝;相对磁导率稍大于1的介质称为顺磁介质;相对磁导率远大于的介质称为铁磁介质。
4.①、磁粉芯的相对磁导率为几十到几百,②、铁氧体的相对磁导率一般几百到几千,磁密0.4~0.5T
③、硅钢的相对磁导率为几千,磁密1.5~2T④、坡莫合金的相对磁导率可到几十万,磁密0.6~1.5T
⑤、非晶材料的相对磁导率可到几百万,磁密0.6~1.5T,
金属磁粉芯饱和磁通密度0.6~1.5T。纯铁饱和磁通密度1.2~1.8。
5.B(磁通密度或磁感应强度)特斯拉(T),H(磁场强度)安培/米(A/m)
Φ(磁通量)=BS=BS cosφ韦伯(Wb),μ(磁导率或绝对磁导率)亨/米(H/m)L(电感量)亨(H),
6.1T=1×104Gs,磁导率μ=B/H,矩形比Br/Bs(Br:剩余磁通密度Bs:饱和磁通密度),比值越接近1,说明剩磁越高,越适合做永磁材料;比值越接近0,说明剩磁越低,越适合做软磁材料。
磁性材料的基本特性及分类参数
一. 磁性材料的基本特性
1. 磁性材料的磁化曲线
磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2. 软磁材料的常用磁性能参数
饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br∕Bs
矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:
磁性材料
第一章磁性材料简介
第一节、磁性参数
1.1、磁参数名称:
恒磁:Br, Hc, Hcj, (BH)max, Tc, Tw, D, Hk, Hd, Bd,
Brα﹪/℃, Hcjβ﹪/℃。(解释见附件)
软磁:Bs, Br, Hc, f, μi ,μ〞,L, Q, Z。
1.2、磁参数来源:
θψB =∫∫BcoSθds=∫∫Bds=Bnds
在闭合回路中,单位面积通过的磁力线强度(密度) Br:剩余磁感应强度
I ψH=∫∫HcosθdI
dL=∫∫H
dI
dL=H
dI
dL
在闭合回路中,单位长度电流产生的磁场.
Hcb:矫顽力---- 在退磁曲线上,反向磁场H增大到某一值磁感应强度B为0时,称此时的反向磁场(H—Hcb)为矫顽力.表示抵抗外部反向磁场的能力.
H B----Hc曲线表示
Hcj:内禀矫顽力---在退磁曲线上,当反向磁场增加到磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和等于零时,这时的反向磁场H---Hcj表示抵抗外部反向磁场的能力.
B---Hcj曲线表示
BH(max):磁能积----表示剩磁Br与矫顽力Hcb的综合性能.
1.3、单位制及换算
CGS制(磁学单位制) SIA制(国际单位制)
Br 高斯(Gs) T或mT (特或毫特)
Hcb/Hcj 奥斯特(Oe) A/M (安培/米)
BH(max) 兆高奥(MGOe) KJ/m3(焦尔/米3) 单位换算:
104Gs=T Gs=10-4T
Oe 1 kA 1 kA
4πM Oe4πM
8MGOe=KJ/m3 MGOe=1/8 KJ/m3
T 103mT(10-4 Wb/cm2 )PP
磁钢参数解读
磁钢参数解读
一、磁钢概述
磁钢是一种常见的磁性材料,其具有磁性,可以产生磁场并吸引铁、镍等物质。磁钢广泛应用于电子、电机、仪表、通讯、医疗和家电等领域,是现代工业中不可或缺的材料之一。磁钢的性能参数对其在不同应用场合下的性能表现有着重要的影响,因此磁钢参数的解读对于优化材料选择、设计和应用具有重要意义。
二、磁性参数
1. 饱和磁感应强度(Bs):饱和磁感应强度是指在外加磁场作用下,磁钢达到饱和状态时的磁感应强度。Bs是衡量磁钢磁性能好坏的重要参数,通常情况下,Bs值越大,磁性能越好。对于需要产生强磁场的应用来说,选择具有高Bs值的磁钢是非常关键的。
2. 矫顽力(Hc):矫顽力是指在外部磁场作用下,磁钢磁化状态从饱和状态变为无磁化状态所需的磁场强度。矫顽力值越大,表示磁性材料的抗磁退磁能力越强,对于需要稳定的磁性能的应用而言,较大的矫顽力是必要的。
3. 矫顽力(Hc):矫顽力是指在外部磁场作用下,磁钢磁化状态从饱和状态变为无磁化状态所需的磁场强度。矫顽力值越大,表示磁性材料的抗磁退磁能力越强,对于需要稳定的磁性能的应用而言,较大的矫顽力是必要的。
4. 矫顽力(Hc):矫顽力是指在外部磁场作用下,磁钢磁化状态从饱和状态变为无磁化状态所需的磁场强度。矫顽力值越大,表示磁性材料的抗磁退磁能力越强,对于需要稳定的磁性能的应用而言,较大的矫顽力是必要的。
5. 矫顽力(Hc):矫顽力是指在外部磁场作用下,磁钢磁化状态从饱和状态变为无磁化状态所需的磁场强度。矫顽力值越大,表示磁性材料的抗磁退磁能力越强,对于需要稳定的磁性能的应用而言,较大的矫顽力是必要的。
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磁性参数与测量:磁导率 (3) 磁性参数与测量:磁导率 2 有效导磁率e
变压器或电感器磁芯中常用非闭合的E型、U 型等配对磁芯,其磁路各部分形状尺寸不同,而且 其配合面不可避免地仍有残余气隙; 此时,必须用有效导磁率e来表示磁芯的导 磁率; e = LC1/(4πN2) ×107
C1 …… 磁芯磁路常数(cm-1)
2003年其推出的PC95则属于宽温低功耗功率铁氧体新材料,起始磁导率 为3300±25﹪;25℃时饱和磁通量密度为540mT,100℃时为430mT; 25℃~120℃内功率损耗均小于350 Kw/m3(B=200mT,f=100KHz),在 25℃和120℃时,功耗均为350 Kw/m3,80℃时为280 Kw/m3。这种材料 是目前性能最为优良的功率铁氧体材料。
C点以后是饱和段 点以后是饱和段 点以后是 ab段是上升段 段是上升段 段是 起始磁化 曲线反映 了什么? 了什么?
磁滞回线中H为 磁滞回线中 为 零时B并不为零 零时 并不为零 的现象说明铁 磁材料具有剩 磁材料具有剩 磁性。 磁性。
0
H
起始磁化曲线
oa段是线性段 段是线性段 段是
起始磁化曲线的ab段反映了铁磁材料的 起始磁化曲线的 段反映了铁磁材料的 高导磁性; 点以后说明铁磁材料具有 高导磁性;c点以后说明铁磁材料具有 磁饱和性。 磁饱和性。
磁性参数与测量:磁导率 (4) 磁性参数与测量:磁导率 3 振幅导磁率α
作功率变换的开关电源变压器磁芯是工作在 高磁通密度下,因此必须引入振幅磁导率参数才能 真实反映出功率型磁芯在高磁通密度下的磁特性; α= 1/0
* B/H
(式中规定的B值比测时高出数百倍以上,例如:200mT)
磁性参数与测量:磁损耗 (1) 磁性参数与测量: 1 损耗因子tanδ
SPINEL
磁性材质介召:材质发展 磁性材质介召:
在PC50后,TDK相继推 出超低功耗材料PC44,PC45, PC46,PC47,其功率损耗较 PC40降低了约1/4~1/3, 主要差别就在于功耗最低点温 度不同,PC45为60-80℃, PC46为40-50℃,PC47则是 100℃,它们有一个明显的缺 点,一旦偏离了功耗最低点, 损耗值急剧上升。
SPINEL
磁性参数与测量:磁滞回线 (2) 磁性参数与测量: 1 饱和磁感应强度Bs、剩余磁感应强度Br、 矫顽力Hc
由于软磁材料在交变磁场中存在不 可逆磁化而形成磁滞回线。 如左图: Bs为磁化到饱和状态下的磁通密度; Br为从磁饱和状态去除磁场后,剩 余的磁通密度; Hc为从磁饱和状态去除磁场后,磁 芯继续被反向的磁场磁化,直至磁通密 度减小到零,此时的磁场强度称为矫顽 力。
注:i通常是用规定尺寸的环形磁芯测量而得;
磁性参数与测量:磁导率 (2) 磁性参数与测量:磁导率 1 起始磁导率μi
i计算
i = L/(4.6N2hlg(D/d)) ×107 (适用于环形磁芯) 式中 N …… 测试线圈匝数(N) L …… 装有磁芯的线圈的自感量(mH) h …… 磁芯高度(mm) D …… 磁芯外直径(mm) d …… 磁芯内直径(mm)
μi
居里温度是磁性材料 从铁磁性到顺磁性的转 变温度,在这个温度磁 性材料的磁性将变得很 小或消失,它的表示方 式有很多,我们一般按 下图进行测量,即随着 温度升高,磁导率下降 到最大值的80%及20% 时,两点的联线,延长 到与温度轴的交点即为 居里温度。
T
Tc
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磁性参数与测量:其它参数 磁性参数与测量:
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磁性材质介召:材质发展 磁性材质介召:
日本TDK公司铁氧体材料性能表(功率铁氧体)
材料型号 初始磁导率 (μi) 1400±25﹪ 2300±25﹪ 2400±25﹪ 2500±25﹪ 3200±25﹪ 2500±25﹪ 1400±25﹪ 2200±25﹪ 3300±25﹪ 磁芯损耗 (Pcv) Kw/m3 25℃ 60℃ 100℃ PC33 PC40 PC44 PC45 PC46 PC47 PC50 PC90 PC95 1100 600 600 570 350 600 130﹡ 680 350 800 450 400 250 250 400 80﹡ 600 410 300 460 660 250 80﹡ 320 290 饱和磁通量密 (Bs)mT 25℃ 60℃ 100℃ 520 510 510 530 530 530 470 540 530 440 450 450 440 390 390 420 410 420 380 320 410 居里温度 (Tc) ℃ ≥290 ≥215 ≥215 ≥240 ≥230 ≥230 ≥230
铁氧体软磁材料介召
无锡斯贝尔:黄舰
内容
磁学常识: 磁学常识:磁性材料分类 磁学常识: 磁学常识:磁性来源 磁学常识: 磁学常识:磁化曲线 磁性参数与测量 磁性材料应用 磁性材质介召
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磁学常识: 磁学常识:磁性材料分类
锰锌系材* 锰锌系材 铁氧体磁芯 镍锌系材 镁锌系材 硅(矽)钢材 铁粉芯 合金类磁芯 铁硅铝合金 铁镍合金 钼坡莫合金 非晶、 非晶、微晶合金
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磁学常识:磁性来源2 磁学常识:磁性来源2
B B
H
(A) (B)
H
B
B
H
(C)
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H
(D)
磁学常识:磁化曲线1 磁学常识:磁化曲线1
磁路部分
B
Br
Bs
φ
u
Hc
I
H
电路部分
H 磁场强度 B磁感应强度 Bs饱和磁感应强度 Br剩磁 导磁率
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H=NI/Le B=H Φ=BAe
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磁学常识:磁性来源1 磁学常识:磁性来源1
铁磁材料之所以具有高导磁 性,是因为在它们的内部具有一 磁畴。 种特殊的物质结构—磁畴。
(a)无外磁场情况 铁磁材料内部的 磁畴排列杂乱无章 杂乱无章, 磁畴排列杂乱无章, 磁性相互抵消, 磁性相互抵消,因此 对外不显示磁性。 对外不显示磁性。
磁性参数与测量:磁损耗 (2) 磁性参数与测量: 1 损耗因子tanδ
气隙对损耗因子的影响 磁芯开制气隙后,可以增加磁场和温度的稳定性,损耗因 子有所下降 (tanδ)gap = tanδe/i 比损耗因子 ,与材料几何尺寸无关,表示小信号下材料 的损耗特性;
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磁性参数与测量:磁损耗 (3) 磁性参数与测量: 2 品质因素 Q
表示小信号下材料的损耗特性,由于磁 芯损耗引起信号相移; tanδ= Rs/ωLs Rs 磁芯及线圈损耗的等效电阻; Ls 装有磁芯的线圈的自感量; tanδ称损耗因子,表示损耗功率与无 功功率的比值,其磁芯损耗包括磁滞损耗、涡流损 耗、剩余损耗即: tanδ= tanδn + tanδe + tanδr
Le有效磁路长度 导磁率
Hc矫顽力
磁学常识:磁化曲线2 磁学常识:磁化曲线2
软磁材料反复磁化一周 所构成的曲线称为磁滞 所构成的曲线称为磁滞 回线。 回线。
B c b a
bc段是磁化曲线的膝部 段是磁化曲线的膝部 段是磁化曲线的
磁滞回线中B的变化总 磁滞回线中 的变化总 是落后于H的变化 的变化说明 是落后于 的变化说明 铁磁材料具有磁滞性 磁滞性; 铁磁材料具有磁滞性;
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磁性参数与测量:截止频率fr 磁性参数与测量: 截止频率fr 由于软磁材料畴壁共振和自然共振的影响, 随着频率提高,使软磁材料的值下降为起始 值的一半且″值达到峰值时的频率,称为截 止频率。
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磁性参数与测量:居里温度Tc 磁性参数与测量: 居里温度Tc
μi μi
80%
μi
20%
磁性器件作滤波器的电感时,通常用品质因素Q来表示 它的质量; Q = 1/ tanδ Q与频率和绕组参数有关;
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源自文库
磁性参数与测量:磁损耗 (4) 磁性参数与测量: 3 大信号下的功率损耗Pc
P = Ph + Pe + Pr (Ph、Pe、Pr表示磁滞、涡流、剩余损耗) 磁性材料在高磁通密度下的单位体积损耗。该磁通密 度通常表示为: Bm =E/4.44fNAe ×106(mT) 式中: Bm为磁通密度的峰值(mT) E为线圈两端的电压(V) f为频率(KHz),N为匝数 Ae为磁芯的有效面积(m2)
磁路磁阻很小, 磁路磁阻很小,在线圈中通入较小的电流即可获得较
磁性参数与测量:磁导率 (1) 磁性参数与测量:磁导率 1 起始磁导率μi
μi是材料在弱场磁化过程中的一个宏观特性表示量。 是磁性材料的磁导率(B/H)在磁化曲线始端的极限值, 1 lim B μi= B式中:
0
H→0
H
0为真空磁导率(4π×10-7H/m); H为交流磁场强度(A/m); B为交流磁通密度(T)(测试时应小于0.25mT)。
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磁性参数与测量:磁导率温度稳定性 磁性参数与测量: 磁导率温度稳定性αμ
定义为:由于温度的改变而引起的被测量的相对变化 与温度变化之比。例:磁导率的温度系数为: αμ=
μ2-μ1 μ1(T2-T1)
式中:μ1是T1温度时的磁导率,μ2是T2温度时的磁导率 。因对于同一种软磁材料,其磁芯的αμ/μi值是一个常 数。故常用αμ/μi来表示温度特性。
磁芯
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磁学常识: 磁学常识:磁性材料分类
A)锰锌系 ) 组成约为: 其他为: 组成约为:Fe2O3 71%, MnO 20%, 其他为:ZnO 电阻率高(10 ohm-cm) 电阻率高 磁心损耗低 居里温度高 形状:EE,EI,ER,PQ,RM,POT等型式。 形状: , , , , , 等型式。 等型式 用途:功率变压器、 共模滤波器、 用途:功率变压器、EMI共模滤波器、储能电感等 共模滤波器
饱和磁感应强度Bs是把足够大的磁 场Hs加到磁性体后的自发磁化,即是饱 和磁化强度Ms有以下的关系: Bs=Ms+0Hs 式中0表示真空磁导率, 0=4π×10-7H/m。 大部分的软磁铁氧体的Ms处于200500mT范围之间,而且在103-104A/m 的磁场内饱和。因此,0Hs的值为110mT可忽视,饱和磁感应强度可看作 与饱和磁化强度几乎相等。
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磁性参数与测量:磁损耗 (5) 磁性参数与测量: 3 大信号下的功率损耗Pc
为标准化PC的测量,通常情况下根据使用情况指定 测试频率与Bm,如: 16KHz 150mT; 25Khz 200mT ; 100KHz 200mT等
测量方法
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磁性参数与测量:磁滞回线 (1) 磁性参数与测量: 1 饱和磁感应强度Bs、剩余磁感应强度Br、 矫顽力Hc
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磁学常识: 磁学常识:磁性材料分类
B)镍锌系 ) 组成约为: 其他为: 组成约为:Fe2O3 50%, NiO 24%, 其他为:ZnO 电阻率很高(107 ohm-cm) 电阻率很高 工作频率高 铁心损耗较锰锌系高 居里温度高 型式: , ,环形等。 型式:DR,R,环形等。 用途:常模滤波器、 用途:常模滤波器、储能电感等
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磁性材质介召:材质发展 磁性材质介召:
以日本TDK公司的产品为代表,现代功率铁氧体经历了 四代: 70年代初开发的HC35材料 80年代初的H7C1(PC30)材料 80年代的H7C4(PC40)材料 90年代中的H7F(PC50)材料
最高20KHz 最高100KHz
最高300KHz
500KHz 中心
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磁学常识:磁化曲线3 磁学常识:磁化曲线3
高导磁性 大的磁通。 大的磁通。 磁饱和性: 不会随 的增强而无限增强, 增大到 磁饱和性: B不会随 的增强而无限增强,H增大到 不会随H的增强而无限增强 一定值时, 不能继续增强 不能继续增强。 一定值时,B不能继续增强。 磁芯线圈中通过交变电流时, 的大 磁滞性和剩磁性 磁芯线圈中通过交变电流时,H的大 小和方向都会改变, 小和方向都会改变 , 铁心在交变磁场中反复磁化的过 程中, 的变化总是滞后于 的变化,这种现象称为磁 的变化总是滞后于H的变化 程中,B的变化总是滞后于 的变化,这种现象称为磁 滞性; 减为零时B并不为零 滞性;当H减为零时 并不为零。 减为零时 并不为零。 磁导率可达10 磁导率可达 2~104,由软磁材料组成的
电阻率ρ 电阻率 单位截面积和单位长度的磁性材料的电阻;和磁芯 的涡流损耗有关系。 密度d 密度 单位体积材料的重量d=W/V 式中:W为磁性材料的重量, V为磁性材料的体积。 磁芯的密度对Bs、i等特性有一定影响。 电感系数AL 电感系数 定义为具有一定形状和尺寸的磁芯上每一匝线圈 产生的自感量。 AL=L/N2 式中:L为装有磁芯线圈的自感量(H),N为匝 数。
磁畴是怎么 形成的? 形成的?
(b)有外磁场情况
磁畴因受外磁 场作用而顺着外磁 场的方向发生归顺 性重新排列,在内 性重新排列, 部形成一个很强的 附加磁场。 附加磁场。
铁磁材料内部往往有相邻的几百个分子 电流圈流向一致, 电流圈流向一致,因此在这些极小的区域内 就形成了一个个天然的磁性区域—磁畴 磁畴。 就形成了一个个天然的磁性区域 磁畴。