软磁材料

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什么是软磁材料

什么是软磁材料

什么是软磁材料软磁材料是一类具有良好磁性能和磁导率的材料,广泛应用于电力电子、通信、医疗设备等领域。

软磁材料具有低磁滞、低铁损、高饱和磁感应强度和高导磁率等特点,能够有效地转换和传输电能和磁能,是电磁器件中不可或缺的重要材料。

软磁材料主要分为铁素体材料和非晶合金材料两大类。

铁素体材料包括硅钢、镍铁合金等,具有良好的导磁性能和机械性能,广泛应用于变压器、电感器、电机等领域。

非晶合金材料是一种由非晶态微晶相组成的非晶态材料,具有极高的导磁率和低磁滞,适用于高频变压器、传感器等领域。

软磁材料的磁性能取决于其晶粒结构、化学成分和热处理工艺等因素。

通过合理设计材料配方和优化工艺参数,可以获得具有良好磁性能的软磁材料。

目前,随着材料科学和工艺技术的不断发展,新型软磁材料如非晶合金、纳米晶合金等材料不断涌现,为提高电磁器件的性能和降低能耗提供了新的可能。

软磁材料在电力电子领域具有重要应用,如变压器、电感器、电机等设备中都需要大量的软磁材料。

在变压器中,软磁材料能够有效地传输和转换电能,提高能效和稳定性;在电机中,软磁材料能够产生良好的磁场,提高电机的输出功率和效率;在电感器中,软磁材料能够减小磁滞损耗,提高传感器的灵敏度和稳定性。

除了电力电子领域,软磁材料还在通信、医疗设备等领域有重要应用。

在通信设备中,软磁材料用于制造高频变压器、滤波器等元器件,提高设备的传输速率和稳定性;在医疗设备中,软磁材料用于制造医疗磁共振设备、医疗电子器件等,提高设备的成像质量和稳定性。

总之,软磁材料是一类具有重要应用前景的材料,在电力电子、通信、医疗设备等领域发挥着重要作用。

随着材料科学和工艺技术的不断发展,相信软磁材料将会在更多领域展现其重要价值,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。

常见软磁材料

常见软磁材料

一). 粉芯类1. 磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。

由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定。

主要用于高频电感。

磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。

常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。

磁芯的有效磁导率me及电感的计算公式为: me = DL/4N2S ´ 109其中: D为磁芯平均直径(cm),L为电感量(享),N为绕线匝数,S为磁芯有效截面积(cm2)。

(1). 铁粉芯常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。

在粉芯中价格最低。

饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22~100; 初始磁导率mi随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高。

(2). 坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux)。

MPP是由81%Ni, 2%Mo, 及Fe粉构成。

主要特点是: 饱和磁感应强度值在7500Gs左右;磁导率范围大,从14~550; 在粉末磁芯中具有最低的损耗;温度稳定性极佳,广泛用于太空设备、露天设备等;磁致伸缩系数接近零,在不同的频率下工作时无噪声产生。

主要应用于300KHz以下的高品质因素Q滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC电路中常用,粉芯中价格最贵。

高磁通粉芯HF是由50%Ni, 50%Fe粉构成。

主要特点是: 饱和磁感应强度值在15000Gs左右;磁导率范围从14~160; 在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度,最高的直流偏压能力;磁芯体积小。

软磁材料

软磁材料
从近几年各国软磁材料生产量的变化可以看出,世界软磁材料的生产格局已经发生了很大的变化。产量仍将 有较大幅度的增长,但是竞争将会变得更为激烈。因此,如何降低成本、提高效率、提高产品档次及市场竞争力 将成为竞争的关键。
需求量最大及对性能改进要求最为迫切的材料是高频低功率损耗铁氧体材料和高磁导率铁氧体材料。高频低 功率损耗铁氧体材料主要用于各种高频小型化的开关电源及显示器、变压器等。高磁导率铁氧体材料则主要用于 宽带变压器、脉冲变压器用抗电磁波干扰器件等。
新软磁体
软磁铁氧体
软磁铁氧体的特点是:饱和磁通密度低,磁导率低,居里温度低,中高频损耗低,成本低。前三个低是它的 缺点,限制了它的使用范围,现在(21世纪初)正在努力改进。后两个低是它的优点,有利于进入高频市场,现在 (21世纪初)正在努力扩展。
以100kHz,0.2T和100℃下的损耗为例,TDK公司的PC40为410mW/cm3,PC44为300mW/cm3,PC47为 250mW/cm3。TOKIN公司的BH1为250mW/cm3,损耗不断在下降。国内金宁生产的JP4E也达到300mW/cm3。
磁导率是软磁铁氧体的弱项。现在(21世纪初)国内生产的产品一般为左右。国外TDK公司的H5C5,Philips 公司的3E9,分别达到和。
采用SHS法合成MnZn铁氧体材料的研究,值得注意。用这种方法的试验结果表明,可以大大降低铁氧体的制 造能耗和成本。国内已有试验成功的报导。
研究进展
近年来,出现了采用电驱动装置和电子控制装置实现产品的驱动、自动控制和多功能化的趋势,关键的核心 材料之一就是软磁材料。软磁材料在各种器件中起到能量耦合传递及转换的作用。在能源日趋紧缺和环境问题日 趋严重的今天,降低软磁材料的损耗提高磁芯效率,在节约能源及控制环境污染等方面具有重大意义。

软磁材料

软磁材料

软磁材料基本知识一、软磁材料的发展及种类1.软磁材料的发展软磁材料在工业中的应用始于十九世纪末。

随着电力工及电讯技术的兴起,开始使用低碳钢制造电机和变压器,在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。

到二十世纪初,研制出了硅钢片代替低碳钢,提高了变压器的效率,降低了损耗。

直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。

到二十年代,无线电技术的兴起,促进了高导磁材料的发展,出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。

从四十年代到六十年代,是科学技术飞速发展的时期,雷达、电视广播、集成电路的发明等,对软磁材料的要求也更高,生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。

进入七十年代,随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展,研制出了磁头用软磁合金,除了传统的晶态软磁合金外,又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。

2.常用软磁磁芯的种类铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。

按(主要成分, 磁性特点, 结构特点) 制品形态分类:1). 合金类:硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金2). 粉芯类:磁粉芯,包括:铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯(High Flux)、坡莫合金粉芯(MPP)3). 铁氧体类:算是特殊的粉芯类, 包括:锰锌系、镍锌系常用软磁材料的分类及其特性(Soft Magnetic Materials)二、软磁材料的分类介绍(一). 合金类1.硅钢硅钢是一种合金,在纯铁中加入少量的硅(一般在 4.5%以下)形成的铁硅系合金称为硅钢,该类铁芯具有最高的饱和磁感应强度值为20000 高斯;由于它们具有较好的磁电性能,又易于大批生产,价格便宜,机械应力影响小等优点,在电力电子行业中获得极为广泛的应用,如电力变压器、配电变压器、电流互感器等铁芯。

是软磁材料中产量和使用量最大的材料。

也是电源变压器用磁性材料中用量最大的材料。

特别是在低频、大功率下最为适用。

常用的有冷轧硅钢薄板DG3、冷轧无取向电工钢带DW、冷轧取向电工钢带DQ,适用于各类电子系统、家用电器中的中、小功率低频变压器和扼流圈、电抗器、电感器铁芯,这类合金韧性好,可以冲片、切割等加工,铁芯有叠片式及卷绕式。

《软磁材料》课件

《软磁材料》课件

2
物理气相沉积法的优点是制备的软磁材料具有高 纯度、高致密性和高附着力。
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物理气相沉积法的缺点是工艺复杂、成本高,且 制备的软磁材料厚度和成分受反应条件影响较大 。
04 软磁材料的性能优化
合金元素对软磁性能的影响
钴元素
提高材料的硬度和 耐腐蚀性,有助于 提高磁滞损失。
硅元素
有助于提高材料的 磁导率和降低矫顽 力。
全球软磁材料市场主要由几家大型企业主导, 如TDK、FERROXCUBE、 VACUUMSCHMELZE等。
这些企业通过技术创新和规模效应,占据了较 大的市场份额。
中国企业在全球软磁材料市场中的地位逐渐提 升,但与国际领先企业相比仍有一定的差距。
未来发展趋势与技术前沿
01
未来几年,随着新能源汽车、 风电、智能电网等领域的快速 发展,对高性能软磁材料的需 求将不断增加。
软磁材料的分类
1 2 3
金属软磁材料
如纯铁、低碳钢、硅钢等,具有较高的磁导率和 较低的矫顽力,广泛应用于电力工业和电子工业 。
铁氧体软磁材料
一种非金属磁性材料,由铁、锰、锌等元素氧化 物组成,具有较高的磁导率和较低的损耗,常用 于高频变压器和电感器。
软磁复合材料
由两种或多种材料组成,如铁芯和绕组组成的变 压器和电机,具有优异的磁性能和机械性能,广 泛应用于电力和电子设备。
《软磁材料》课件
目 录
• 软磁材料概述 • 软磁材料的物理性质 • 软磁材料的制备工艺 • 软磁材料的性能优化 • 软磁材料的市场与发展趋势
01 软磁材料概述
定义与特性
软磁材料定义
软磁材料是一种具有低矫顽力和高磁 导率的磁性材料,易于磁化,也易于 退磁。

软磁材料分类

软磁材料分类

软磁材料分类
软磁材料根据其磁性质和应用领域可以分为以下几类:
1. 铁氧体:具有高磁导率和饱和磁化强度的材料,广泛用于电感器、变压器、电机和磁芯等领域。

2. 镍铁合金:具有低矫顽力和高磁导率的材料,常用于制造磁头和传感器等电子器件。

3. 铁镍合金:具有高磁导率和大的磁滞回线面积的材料,适用于制造高灵敏度和大输出信号的磁强计和磁导传感器等应用。

4. 铁硅合金:具有高电阻率和高磁导率的材料,用于制造电感线圈和电磁铁等应用。

5. 铁铝合金:具有高饱和磁感应强度和低矫顽力的材料,常用于制造高频电感器件和磁芯。

6. 铁钡合金:具有高相对磁导率和低矫顽力的材料,用于制造大功率电感器、变压器和磁芯等。

7. 铁碳合金:具有较高矫顽力和低磁导率的材料,常用于制造磁性弹簧和磁芯等。

以上是一些常见的软磁材料分类,每种软磁材料都有其特定的应用领域和优势。

什么是软磁材料

什么是软磁材料

什么是软磁材料软磁材料是一类具有优良磁性能的材料,通常用于制造电感器、变压器、电动机、传感器等电子器件。

软磁材料具有高磁导率、低磁滞、低铁损等特点,能够有效地转换电能和磁能,因此在现代电子工业中具有重要的应用价值。

软磁材料主要分为铁素体材料和非晶态材料两大类。

铁素体材料包括普通硅钢、高硅钢、镍铁合金等,而非晶态材料则包括非晶合金和非晶软磁体。

这些材料在不同的磁场、频率和温度下具有不同的磁性能,可以满足各种电子器件对软磁材料的要求。

软磁材料的磁性能主要包括饱和磁感应强度、矫顽力、磁导率和铁损等指标。

饱和磁感应强度是材料在饱和磁场下的最大磁感应强度,矫顽力是材料在去磁场下完全去磁所需的磁场强度,磁导率是材料对磁场的导磁能力,铁损则是材料在交变磁场下因磁滞和涡流损耗而产生的能量损失。

这些指标直接影响着软磁材料在电子器件中的性能表现。

在实际应用中,软磁材料的选择需要根据具体的工作条件和要求来进行。

例如,对于高频变压器和电感器,需要选择具有高磁导率和低铁损的软磁材料;而对于大功率电机和变压器,则需要选择具有高饱和磁感应强度和低矫顽力的软磁材料。

因此,针对不同的应用场景,需要综合考虑软磁材料的各项磁性能指标,以找到最适合的材料。

随着电子工业的不断发展,对软磁材料的要求也在不断提高。

未来,软磁材料将面临更高的磁导率、更低的铁损、更宽的工作温度范围等挑战。

因此,需要不断开展新材料的研发和改进,以满足电子器件对软磁材料的更高要求。

总的来说,软磁材料是电子器件中不可或缺的重要材料,具有独特的磁性能和广泛的应用前景。

通过对软磁材料的研究和应用,可以不断提高电子器件的性能和效率,推动电子工业的发展。

希望未来能够有更多的新材料问世,为电子工业注入新的活力。

软磁永磁

软磁永磁

软磁材料软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。

软磁材料易于磁化,也易于退磁. 应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。

软磁材料种类繁多,通常按成分分为:①纯铁和低碳钢。

含碳量低于0.04%,包括电磁纯铁、电解铁和羰基铁。

其特点是饱和磁化强度高,价格低廉,加工性能好;但其电阻率低、在交变磁场下涡流损耗大,只适于静态下使用,如制造电磁铁芯、极靴、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩等。

②铁硅系合金。

含硅量0.5%~ 4.8%,一般制成薄板使用,俗称硅钢片。

在纯铁中加入硅后,可消除磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象。

随着硅含量增加,热导率降低,脆性增加,饱和磁化强度下降,但其电阻率和磁导率高,矫顽力和涡流损耗减小,从而可应用到交流领域,制造电机、变压器、继电器、互感器等的铁芯。

③铁铝系合金。

含铝6%~16%,具有较好的软磁性能,磁导率和电阻率高,硬度高、耐磨性好,但性脆,主要用于制造小型变压器、磁放大器、继电器等的铁芯和磁头、超声换能器等。

④铁硅铝系合金。

在二元铁铝合金中加入硅获得。

其硬度、饱和磁感应强度、磁导率和电阻率都较高。

缺点是磁性能对成分起伏敏感,脆性大,加工性能差。

主要用于音频和视频磁头。

⑤镍铁系合金。

镍含量30%~90%,又称坡莫合金,通过合金化元素配比和适当工艺,可控制磁性能,获得高导磁、恒导磁、矩磁等软磁材料。

其塑性高,对应力较敏感,可用作脉冲变压器材料、电感铁芯和功能磁性材料。

⑥铁钴系合金。

钴含量27%~50%。

具有较高的饱和磁化强度,电阻率低。

适于制造极靴、电机转子和定子、小型变压器铁芯等。

⑦软磁铁氧体。

非金属亚铁磁性软磁材料。

电阻率高(10-2~1010Ω·m ),饱和磁化强度比金属低,价格低廉,广泛用作电感元件和变压器元件(见铁氧体)。

⑧非晶态软磁合金。

一种无长程有序、无晶粒合金,又称金属玻璃,或称非晶金属。

其磁导率和电阻率高,矫顽力小,对应力不敏感,不存在由晶体结构引起的磁晶各向异性,具有耐蚀和高强度等特点。

物理学中的磁性材料性质分析

物理学中的磁性材料性质分析

物理学中的磁性材料性质分析磁性材料是指被磁场所影响并能够保持一定的磁性的材料。

磁性材料广泛应用于电子、电气、通信、医疗、信息技术、汽车、石油等许多领域。

在物理学中,磁性材料的性质分析是一项非常重要的工作,这不仅涉及到磁性材料的基本特性,还涉及到其在各个领域中的应用。

本文将介绍物理学中磁性材料的基本性质和分析方法。

一、磁性材料的分类磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料两类。

1. 软磁性材料:软磁性材料也被称为磁导材料,是具有高导磁性和低矫顽力的材料。

软磁性材料广泛应用于家电、电子产品、电机、变压器等领域。

常见的软磁性材料有铁素体、铁镍合金、铁碳合金等。

2. 硬磁性材料:硬磁性材料也被称为磁性钢或永磁材料,是具有高矫顽力和高磁能积的材料。

在电力工业、电子工业等领域中,硬磁性材料具有广泛的应用。

常见的硬磁性材料有钕铁硼、金属钴、磁铁矿等。

二、磁性材料的基本性质磁性材料具有磁导率、矫顽力、磁滞回线、饱和磁感应强度等基本性质。

1. 磁导率:磁导率是量化材料在磁场中受磁场影响程度的物理量。

磁导率越高,表明材料在相同的磁场作用下,自身产生的磁通量越高。

在软磁性材料中,高导磁性是非常重要的性质,可以有效地提高电机、变压器等设备的效率。

2. 矫顽力:矫顽力是描述磁性材料抵抗磁化逆转的能力的物理量。

材料的矫顽力越高,其在强磁场下的饱和磁化强度越大。

在硬磁性材料中,高矫顽力是非常重要的性质,可以使材料获得高磁化强度和高磁能积,从而广泛应用于制造永磁体。

3. 磁滞回线:磁滞回线是描述磁性材料在磁场作用下磁化状态随磁场变化的变化规律。

通常情况下,磁性材料在磁场作用下,其磁化状态不是每次都能够即刻达到稳定状态,需要经过一定的时间才能达到。

磁滞回线能够描述材料由未磁化状态到饱和状态的磁化过程。

4. 饱和磁感应强度:饱和磁感应强度是描述磁性材料提高磁场时达到一定磁场时,材料所达到的最大磁化强度。

饱和磁感应强度越大,表明材料所能达到的最大磁化强度越高。

软磁材料介绍

软磁材料介绍
(1)合金--如硅钢(Fe-Si)、坡莫合金(Fe-Ni)、仙台斯特 合金(Fe-Si-Al); (2)软磁铁氧体--Mn-Zn系、Ni-Zn系、Mg-Zn系等; (3)非晶态、纳米晶、薄膜等。
*发展史:
(1)铁氧体问世之前,金属软磁材料垄断了电力、电子、通信
各领域。优点:其MS远高于铁氧体,因此电力工业中的变压器、
(3)高频、大磁场用的材料; (4)高饱和Bs低功耗材料(功率铁氧体); (5)甚高频六角铁氧体; (6)其他铁氧体:如温感、湿感、电波吸收、电极等材料。
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2.5 纳米晶软磁材料 2.5.1 非晶态软磁材料(具有优良的综合磁性能) 一、非晶态软磁材料的结构和性能
*特征: (1)短程有序,长程无序; (2)不存在位错和晶界,具有高磁导率和低矫顽力; (3)电阻率比同种晶态材料高,适用高频(涡流损耗小); (4)体系自由能高,结构不稳定,加热时有结晶化倾向; (5)机械强度较高且硬度较高; (6)抗化学腐蚀能力强,抗射线及中子等辐射能力强。
*选择配方时更要考虑K1、S对i的作用。
*例:CoFe2O4、Fe3O4的MS虽然较高,但其K1和S值太大,因
而不宜作为配方的基本成分。
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2、降低K1和S *提高i 的最有效方法从配方和工艺上使K1 0、S 0
*选择适当合金成分和热处理条件可以控制K1和S在较低值
*例:Fe-Ni合金质量分数Ni81%时,S0;Ni76%时, K10;Ni78.5%Fe-Ni合金经过热处理后,i可达104
*应用:电磁铁的铁芯和磁极,继电器的磁路和各种零件,感
应式和电磁式测量仪表的各种零件,扬声器的各种磁路,电话 中的振动膜、磁屏蔽,电机中用以导引直流磁通的磁极,冶金 原料等。
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软磁材料有哪些

软磁材料有哪些

软磁材料有哪些
软磁材料是一类具有高磁导率和低矫顽力的材料,能够在高频磁场下表现出较低的完整电导率和磁导率,并且在磁场消失后能快速恢复为初始状态的材料。

软磁材料广泛应用于变压器、感应器、电抗器、电感器以及电子设备等领域。

下面介绍一些常见的软磁材料。

1. 硅钢片:硅钢片是一种由硅铁合金制成的软磁材料,具有低矫顽力和高磁导率的特点。

硅钢片可以分为冷轧硅钢片和热轧硅钢片两种类型。

冷轧硅钢片广泛用于电力装置和电子设备中,而热轧硅钢片主要用于普通磁性材料和电机核心。

2. 锰锌铁氧体:锰锌铁氧体是一种由锰锌铁氧体粉末制成的软磁材料,具有高磁导率和低损耗的特点。

锰锌铁氧体广泛应用于高频变压器、感应器和滤波器等电子设备中。

3. 镍铁合金:镍铁合金是一种由镍和铁组成的软磁材料,具有低矫顽力和高磁导率的特点。

镍铁合金广泛用于航空航天、电子设备和通信设备等领域。

4. 铁氧体:铁氧体是一种由氧化铁制成的软磁材料,具有高磁导率和低矫顽力的特点。

铁氧体广泛应用于电感器、传感器和电子设备中。

5. 铁矽铝软磁材料:铁矽铝是一种由铁、硅和铝组成的软磁材料,具有较高的磁导率和低的矫顽力。

铁矽铝软磁材料常用于高频电感器和变压器中。

6. 铁镍合金:铁镍合金是一种由铁和镍组成的软磁材料,具有高磁导率和低矫顽力的特点。

铁镍合金广泛应用于电压互感器和电子设备等领域。

除了以上介绍的几种常见的软磁材料,还有一些其他软磁材料,如铁锂合金、铁镉合金等,它们具有不同的磁导率和矫顽力,适用于不同的应用领域。

这些软磁材料的特性使其在各个领域都具有重要的应用价值。

电磁铁铁芯材料

电磁铁铁芯材料

电磁铁铁芯材料电磁铁铁芯材料是电磁铁的重要组成部分,它具有优异的磁导率和磁导性能。

电磁铁铁芯材料的选择对电磁铁的性能和应用范围有着重要的影响。

本文将介绍几种常见的电磁铁铁芯材料,包括软磁材料、硬磁材料和永磁材料,并分析它们的特点和应用领域。

一、软磁材料软磁材料是指在外加磁场作用下,磁化容易发生的材料。

常见的软磁材料有铁素体材料、铁镍合金材料和铁碳合金材料等。

软磁材料具有高导磁率和低磁滞损耗的特点,能够有效地集中和引导磁场线,广泛应用于电磁铁、变压器、电感器等设备中。

铁素体材料是软磁材料中最常用的一种,具有良好的导磁性能和较低的磁滞损耗。

铁素体材料又可分为冷轧硅钢片和热轧硅钢片两种类型。

冷轧硅钢片具有较高的磁导率和较低的磁滞损耗,适用于高频电磁铁的制造;热轧硅钢片则具有较低的磁滞损耗,适用于低频电磁铁的制造。

铁镍合金材料具有较高的饱和磁感应强度和较低的磁滞损耗,广泛应用于高精度磁传感器和高灵敏度电磁铁等领域。

铁碳合金材料是一种低碳钢,具有较高的导磁性能和较低的磁滞损耗,适用于制造大型电磁铁和高功率电感器等设备。

二、硬磁材料硬磁材料是指在外加磁场作用下,能够保持较高磁化强度的材料。

硬磁材料具有高矫顽力和高剩余磁感应强度的特点,广泛应用于电机、发电机和磁盘驱动器等设备中。

常见的硬磁材料有氧化铁、钕铁硼和钴硬磁材料等。

氧化铁是一种常见的硬磁材料,具有较高的矫顽力和较高的剩余磁感应强度。

氧化铁的制备工艺简单,成本低廉,适用于制造低成本的电磁铁和磁盘驱动器等设备。

钕铁硼是一种高性能的硬磁材料,具有较高的矫顽力和较高的剩余磁感应强度,广泛应用于高性能电机和发电机等领域。

钴硬磁材料具有较高的矫顽力和较高的剩余磁感应强度,适用于高温环境和高速旋转设备。

三、永磁材料永磁材料是指在外加磁场作用下,能够保持长久磁化状态的材料。

永磁材料具有较高的矫顽力和较高的剩余磁感应强度,广泛应用于电机、发电机和磁盘驱动器等设备中。

常见的永磁材料有铁硼钕、钴铁硼和铁铝钴等。

常见软磁材料

常见软磁材料

一). 粉芯类1.磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。

由于铁磁性颗粒很小 (高频下使用的为0.5~5 微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定。

主要用于高频电感。

磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。

常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。

磁芯的有效磁导率me及电感的计算公式为:me = DL/4N2S '109其中:D 为磁芯平均直径( cm),L 为电感量(享) ,N 为绕线匝数,S 为磁芯有效截面积 (cm2)。

(1). 铁粉芯常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。

在粉芯中价格最低。

饱和磁感应强度值在1.4T 左右;磁导率范围从22~100; 初始磁导率mi 随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高。

(2). 坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux)。

MPP是由81%Ni, 2%Mo,及Fe粉构成。

主要特点是:饱和磁感应强度值在7500GS左右;磁导率范围大,从14~550; 在粉末磁芯中具有最低的损耗;温度稳定性极佳,广泛用于太空设备、露天设备等;磁致伸缩系数接近零,在不同的频率下工作时无噪声产生。

主要应用于300KHz 以下的高品质因素Q 滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等,在AC电路中常用,粉芯中价格最贵。

高磁通粉芯HF 是由50%Ni, 50%Fe 粉构成。

主要特点是:饱和磁感应强度值在15000GS 左右;磁导率范围从14~160; 在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度,最高的直流偏压能力;磁芯体积小。

软磁材料基本概念

软磁材料基本概念

软磁材料基本概念软磁材料:所谓软磁材料,特指那些矫顽力小、容易磁化和退磁的磁性材料。

所谓的软,指这些材料容易磁化,在磁性上表现“软”。

软磁材料的用途非常广泛。

因为它们容易磁化和退磁,而且具有很高的导磁率,可以起到很好的聚集磁力线的作用,所以软磁材料被广泛用来作为磁力线的通路,即用作导磁材料,例如变压器、传感器的铁芯,磁屏蔽罩,特殊磁路的轭铁等。

这里,介绍几种常用的软磁材料和用它们做成的常见元器件。

常用软磁材料:硅钢片:硅钢是含硅量在3%左右、其它主要是铁的硅铁合金。

硅钢片大量用于中低频变压器和电机铁芯,尤其是工频变压器。

硅钢的特点是具有常用软磁材料中最高的饱和磁感应强度(2.0T以上),因此作为变压器铁芯使用时可以在很高的工作点工作(如工作磁感值1.5T)。

但是,硅钢在常用的软磁材料中铁损也是最大的,为了防止铁芯因损耗太大而发热,它的使用频率不高,一般只能工作在20KHz以下。

硅钢通常是薄片状的,这是为了在制造变压器铁芯时减小铁芯的涡流损失。

目前硅钢片主要分热轧和冷轧两大类。

所谓热轧硅钢,是把硅钢板坯在850度以上加热后轧制,然后再进行退火。

由于轧制温度高,所轧制出来的硅钢片都是各向同性的,也就是说硅钢片的磁性在各个方向上相同。

这种各向同性的硅钢也叫做无取向硅钢。

无取向硅钢大量应用在电机中的定子或者转子。

因为要制造电机定子和转子,就要在大的硅钢片上冲压出圆形的零件。

这时总是希望硅钢片沿圆周方向磁性一致,所以要用无取向硅钢。

为了获得更好的磁性能,后来人们发明了冷轧硅钢片,即在较低温度下轧制,再退火。

冷轧取向硅钢片是其中的代表。

冷轧取向硅钢片首先对板坯进行冷轧,使得材料内部产生很多结构缺陷。

在随后的退火过程中,材料发生结构上的变化(称为再结晶),这种变化会使硅钢片在某个方向上磁性能非常好,也就是说磁性能和方向有关,因此被称为取向硅钢。

在最终使用时,让铁芯中的磁力线沿磁性能最好的方向通过,这样便可以最大限度地发挥硅钢片的磁性能潜力。

软磁材料性能

软磁材料性能
③开关电源变压器对功率铁氧体材料的要求 变压器可传输功率为: Pth = c f Bmax Ae Wd Pth——传输功率 C——与开关电源电路工作型式有关系数, Bmax——最大允许磁通 Ae——磁路有效截面积 Wd——绕组设计参数 即 Pth ∝ f Bmax Ae
上式说明:
a 工作频率f越大, Pth 越大
C、 μi –f特性
意义:
材料的磁导率随使用频率的变化关系即为μi –f特性,当μi 降低 时的频率为截止频
率 μi –f特性与使用的关系:
1
截止频率以上材料的μi值急剧下降,使材料的电感值急剧下降,会造成产品失效不能2 使
用。所谓宽频即为截止频率高。
影响μi –f特性的因素:
材料的制造工艺
材料的晶粒尺寸越小截止频率越高
3、我公司高导铁氧体材料的特性 命名方法 R 10K 磁导率大小 软磁
材料 名称 R4K R5K R7K R10K R12K R15K
μi
4300±25%
5000±25%
7000±25%
10000±30 % 12000±30 % 15000±30 %
tanδ/μi (×10-6)
<10
αμr ( ×106℃) (20—60℃)
μi高
1、功率铁氧体材料
主要用于高频小型化开关电源、电视机显示器的回扫变压器等。
①发展过程
70年代第一代
中国2KD TDK H35 PHILIPS 3C85 适于20KHZ
80年代初第二代 (DMR30)2KBD TDK PC30 EPCOS N27 适于100K以下
80年代后期第三代 (DMR40)2KB1 TDK PC40 PHILIPS 3C90 适于250K以下

什么是软磁材料

什么是软磁材料

什么是软磁材料软磁材料是一种具有良好软磁性能的材料,通常用于电磁设备和电子器件中。

软磁材料具有低磁滞、低铁损、高导磁率等特点,能够有效地转换和传导磁能,因此在现代电工电子领域中应用广泛。

本文将从软磁材料的定义、分类、特性及应用等方面对软磁材料进行介绍。

首先,软磁材料是指在一定条件下,能够在外加磁场作用下产生磁感应强度,而在去磁场作用下能够完全消除磁感应强度的材料。

根据其磁滞回线的形状,软磁材料可分为软磁材料和硬磁材料。

软磁材料的磁滞回线呈现出狭窄的形状,而硬磁材料的磁滞回线呈现出宽阔的形状。

软磁材料主要包括铁素体材料、非晶合金材料、软磁纳米晶材料等。

软磁材料具有许多独特的特性。

首先,软磁材料具有低磁滞特性,即在外加磁场作用下,材料的磁化强度随着磁场的变化而变化,而在去磁场作用下,磁化强度能够迅速消失。

其次,软磁材料具有低铁损特性,即在交变磁场作用下,材料的铁损较小,能够有效地减少能量损耗。

另外,软磁材料还具有高导磁率特性,即在外加磁场作用下,材料能够产生较大的磁感应强度,从而有效地传导磁能。

软磁材料在电工电子领域中有着广泛的应用。

首先,软磁材料常用于电力变压器、互感器等电力设备中,能够有效地传导和转换电能。

其次,软磁材料还常用于电子器件中,如变压器、感应线圈、电感器等,能够实现信号的传输和处理。

另外,软磁材料还常用于磁记录材料中,如磁盘、磁带等,能够实现信息的存储和读取。

总之,软磁材料是一种具有良好软磁性能的材料,具有低磁滞、低铁损、高导磁率等特点,能够有效地传导和转换磁能。

在电工电子领域中有着广泛的应用,包括电力设备、电子器件、磁记录材料等。

随着科学技术的不断发展,软磁材料的研究和应用将会更加深入,为电工电子领域的发展带来新的机遇和挑战。

常见软磁材料

常见软磁材料

一). 粉芯类1. 磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。

由于铁磁性颗粒很小 (高频下使用的为0.5~5 微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定。

主要用于高频电感。

磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。

常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。

磁芯的有效磁导率me及电感的计算公式为:me = DL/4N2S ′ 109其中: D 为磁芯平均直径( cm ),L 为电感量(享) ,N 为绕线匝数,S 为磁芯有效截面积(cm2)。

(1) . 铁粉芯常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。

在粉芯中价格最低。

饱和磁感应强度值在 1.4T 左右;磁导率范围从22~100; 初始磁导率mi 随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高。

(2) . 坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux) 。

MPP是由81%Ni, 2%Mo, 及Fe粉构成。

主要特点是: 饱和磁感应强度值在7500Gs左右;磁导率范围大,从14~550; 在粉末磁芯中具有最低的损耗;温度稳定性极佳,广泛用于太空设备、露天设备等;磁致伸缩系数接近零,在不同的频率下工作时无噪声产生。

主要应用于300KHz 以下的高品质因素Q 滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC 电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC 电路中常用, 粉芯中价格最贵。

高磁通粉芯HF 是由50%Ni, 50%Fe 粉构成。

主要特点是: 饱和磁感应强度值在15000Gs 左右;磁导率范围从14~160; 在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度,最高的直流偏压能力;磁芯体积小。

《软磁材料》PPT课件

《软磁材料》PPT课件
Appl Phys, 1988,64 : 6044. ● 金属功能材料, 2000, 7(2): 38. ● Ruthner M J, ICF-7 (1996).
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LOGO
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● 开关的优点还有:高的di/ dt ,在半导体开关系统中, 完全导通后,可以对负载安全地施加更高的di/ dt。 而利用可饱和电抗器的二极管反向截止时间,使系 统进行复位,这是它的又一个优点。
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图2 软磁材料加工厂
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软磁材料的发展历程及现状
➢ 20世纪30年代以前,金属软磁材料一统天下。
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软磁材料与硬磁材料的区别
软磁材料易磁化也易退磁,具有较小的 矫顽力。 硬磁材料的剩余磁化强度和矫顽力均 很大在磁化后不易退磁而能长期保 留磁性。
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软磁材料的种类
➢ 金属软磁材料 ➢ 非晶软磁材料和纳米晶软磁材料 ➢ 其他软磁材料
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金属软磁材料
● 金属软磁材料,主要以铁芯形式用在变压 器、电磁铁、电动机、发电机和继电器等 电工和电子设备中。传统的金属软磁材料 有电工纯Fe、Fe-Ni、Fe-Si、Fe-Al、FeCo和Fe-Si-Al等金属系列
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软磁材料的发展趋势
➢ 电子信息产业的高速发展,对高频电感元 件(如高频变压器、小型电感器等)也提出 了各种新的要求,随之也要求改进和提高 作为电感元件的主要组成部分——铁氧体 磁芯的性能。因此,对软磁铁氧体材料及 磁芯元件也提出了更高的材料标准和要求, 如元器件的小型化、片式化、高频化、高 性能、低损耗等。
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软磁材料分类

软磁材料分类

软磁材料分类以软磁材料分类为标题,写一篇文章:软磁材料是指在外加磁场下具有高磁导率和低磁滞损耗的材料,主要应用于电子设备、通信设备、电力设备等领域。

根据其物理性质和化学组成的不同,软磁材料可以分为多种类型。

本文将以此为主题,介绍几种常见的软磁材料分类。

一、铁氧体材料铁氧体材料是一类非常重要的软磁材料,其主要成分为氧化铁和一些稀土元素。

铁氧体材料具有高磁导率、低磁滞损耗和较高的饱和磁感应强度,适用于高频应用。

常见的铁氧体材料有镍锌铁氧体(NiZn)、锌铁氧体(ZnFe)、锰锌铁氧体(MnZn)等。

二、铁基合金材料铁基合金材料是指以铁为主要成分,同时添加一定的合金元素来调节其磁性能的软磁材料。

常见的铁基合金材料有铁铝合金、铁硅铝合金、铁镍合金等。

铁基合金材料具有高磁导率、低磁滞损耗和良好的饱和磁感应强度,适用于高频应用和高温环境下的使用。

三、非晶态合金材料非晶态合金材料是一类由金属元素组成的非晶态结构的软磁材料。

它们具有高磁导率、低磁滞损耗和较高的饱和磁感应强度,适用于高频应用和大功率变压器。

非晶态合金材料具有优异的软磁性能,是目前软磁材料研究的热点之一。

四、纳米晶材料纳米晶材料是指在纳米尺度下制备的具有高磁导率和低磁滞损耗的软磁材料。

纳米晶材料具有优异的磁性能和高温稳定性,适用于高频应用和大功率电子设备。

纳米晶材料的制备技术和表征方法是当前研究的热点之一。

五、复合材料复合材料是指由两种或两种以上的材料组成的软磁材料。

常见的复合材料包括软磁粉末和有机粘结剂的复合材料、软磁粉末和金属基底的复合材料等。

复合材料具有高磁导率、低磁滞损耗和较高的饱和磁感应强度,适用于高频应用和大功率电子设备。

总结一下,软磁材料根据其物理性质和化学组成的不同可以分为多种类型,包括铁氧体材料、铁基合金材料、非晶态合金材料、纳米晶材料和复合材料等。

这些材料都具有高磁导率、低磁滞损耗和良好的饱和磁感应强度,适用于不同领域的应用。

随着科技的不断发展,软磁材料的分类和应用也将不断拓展,为电子设备和通信设备等领域的发展提供更多的选择和可能性。

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五、稳定性
• 高科技特别是高可靠工程技术的发展,要求软磁 材料不但要高µ ,低损耗等,更重要的是高稳定性。 i • 软磁材料的高稳定性是指磁导率的温度稳定性要高, 减落要小,随时间的老化要尽可能地小,以保证其 长寿命工作于太空、海底、地下和其他恶劣环境。 • 影响软磁材料稳定工作的因素有低温、潮湿、电磁 场、机械负荷、电离辐射等,在这些因素的影响下, 软磁材料的基本特性参数发生变化,从而导致性能 的变化。
4.3.1
电工纯铁
• 纯度:电工纯铁是指纯度在99.8%以上。冶炼时,
首先用氧化渣除之碳、硅、锰等元素,再用还原 渣除去磷和硫,出钢时在钢包中添加脱氧剂获得。 • 软磁性能:经过退火热处理,起始磁导率µi 为 300—500,最大磁导率µ 为(6~12)×103, Hc为 max 39.8~95.5 A/m。(0.5~1.2Oe) 1 A/m =4p/ 103 Oe
4.2 提高起始磁导率的途径
• 必要条件:提高Ms并降低K1、λs :的值. • 充分条件:降低杂质浓度,提高密度, 增大晶粒尺寸,结构均匀化,消除内应 力和气孔的影响。这都与配方的选择和 工艺条件密切相关。
提高起始磁导率µ的途径 i
一、提高Ms降低磁晶各向异性常数K1和磁致伸缩系数λs • 材料的起始磁导率µ 与Ms的平方成正比。 i • 最有效方法是从配方和工艺上使K1→0,λs →0. 例如:CoFe2O4、Fe3O4Ms虽高,但K1和λs太大。
4.1 衡量软磁材料的重要指度Ms 四、磁损耗
五、稳定性
一、起始磁导率
在实际磁化过程中,起始磁导率应是畴转 磁化和畴壁位移磁化这两个过程的迭加:
决定磁导率的主要因素
• 主要因素: (Ms, K1, λs, 等基本磁特性参数) 起始磁导率µ i都有一个共同的特点: 即与材料 的饱和磁化强度Ms的平方成正比; 与材料的 K1和λs成反比; 与材料中的内应力σ,和杂质 浓度β成反比。 • 次要因素: (σ, β) σ和β的大小及其对磁导率的影响会随加工条 件和实际情况而变化。
磁屏蔽材料
通讯仪器、电器
按市场产值(产量)分类排序:磁记录材料、软 磁材料、永磁材料. 产量顺序正好相反.
主要磁性材料简介
• 1. 永磁材料:永磁铁氧体、稀土永磁. • 2. 软磁材料:铁氧体软磁、纳米微晶软磁、 块体非晶、软磁颗粒膜. • 3. 磁记录材料 • 4. 高温磁制冷材料 • 5. 自旋电子学材料
软磁材料-纯铁的磁时效
纯铁的自然磁时效现象:即随着时间的增长,材料 的矫顽力上升,磁导率下降。纯铁的时效在130℃附 近特别明显。引起时效的原因是由于在Fe中含有N, 逐渐形成铁的氮化物所致。 人工时效处理:克服纯铁严重的自然磁时效现象, 为保持纯铁元件的磁稳定性,须在热处理后进行 100℃,保温 100 小时的人工时效处理。或选择低时 效敏感性的材料。 纯铁的缺点:电阻率低,使用时产生很大的涡流损 耗,不适于制作在交变场中工作的铁心。
Fe19Ni81: λs →0;Fe24Ni76: K1→0;Fe21.5Ni78.5: µ ~104. i
• 选用K1和λs很小的铁氧体作为基本成分:MnFe2O4、 MgFe2O4、CuFe2O4、NiFe2O4。 二、改善材料的显微结构 • 选择原料纯度高、活性好、适当的热处理条件,可以使 烧成的材科结构均匀、杂质和气孔较少。 • 晶粒增大,晶界对畴壁位移的阻滞作用减小,µ 升高。 i • 材料的织构化:结晶织构是将各晶粒易磁化轴排列在同 一方向;磁畴织构是使磁畴沿磁场方向取向,从而提高
二、矫顽力 Hc
• 软磁材料的基本性能要求是,能快速地响应 外磁场变化,这就要求材料具有低矫顽力值。 • 图为在低磁场时就表现出灵敏的响应。
软磁材料典型的磁滞回线示意图
影响矫顽力Hc的因素
• 软磁材料的矫顽力较低: 通常约为0.1-100 A/m 数量级。 • 软磁材料的反磁化过程主要是通过畴壁位移来 实现的,因此材料内部应力起伏和杂质的含量 与分布成为影响矫顽力Hc的主要因素。对于内 应力不易消除的材料,应着重考虑降低 λs;对 于杂质含量较多的材料应着重考虑降低Kl值。 • 对于软磁材料,在提高µ 的同时可以实现降低 i Hc的目的。
电工硅钢
• 制造工艺:分为热轧和冷轧两种,以在结晶温 度为区分点。 • 热轧的温度与锻造温度相近,如钢材的热压温 度在800~1250℃。 • 冷轧一般用于生产带材,其轧速较高。轧制过 程中都需要使用润滑剂,其作用是减少摩擦和 轧辊的磨损以及温度的控制。
软磁材料-电工硅钢
热轧硅钢片(DR) 钢电 片工 硅 冷轧无取向硅钢片( DW) 冷轧单取向硅钢片( DQ) 电讯用冷轧单取向硅钢片( DG) 与热轧硅钢相比,冷轧硅钢的Bs高,其厚度均匀、尺寸 精度高、表面光滑平整,从而提高了填充系数和材料的 磁性能。冷轧带材的厚度可低至0.02~0.05mm。冷轧 硅钢的含硅量不超过3.5%,否则的材料冷轧十分困难。 近年来,用快速凝固技术可制备出含硅6.5%的硅钢薄带。
第4章 软磁材料
4.1 衡量软磁材料的重要指标 /l14 4.2 提高起始磁导率的途径 /115 4.3 金属软磁材料 /l16 4.3.1 电工纯铁 /116 4.3.2 硅钢 /118 4.3.3 坡莫合金 /12D 4.3.4 其他软磁合金 /122 4.4 铁氧体软磁材料 /123 4.5 纳米晶软磁材料 /(非晶态/纳米晶)软磁材料
• 主要用途:在直流磁场下工作的器件。制造电磁铁
的铁芯和磁极,继电器的磁路,感应式和电磁式测量仪 表的零件,扬声器的各种磁路,电话中的振动膜、磁屏 蔽,电机中用以导引直流磁通的磁极,冶金原料等。
软磁材料-电工纯铁
最常见的是电磁纯铁,名称为电铁(代号DT), 含碳量低于0.04%的Fe-C合金,Bs达2.15T, 其供应状态包括锻材、管材、圆棒、薄片或薄带等。 工业纯铁的热处理:纯铁材在加工成元件后必须经过热处 理才能获得好的软磁性能 去应力退火:消除加工应力。保护条件下860~930℃,保 温4小时后随炉冷却。 去除杂质处理:纯铁中的杂质( C,Mn,Si,P,S,N等) 会显著降低材料的磁导率和矫顽力。通过去杂质退火处理 来降低材料中杂质的含量。在纯干燥氢气或真空(10-2帕以 下)中,于1200~1300℃温度保温5~10小时。
复数磁导率
• 交变磁场中的磁体:存在磁滞效应、涡流效应、 磁后效应、畴壁共振等。 • 交变磁场:H = Hmeiωt • B = Bmei(ωt-φ) • 复数磁导率:μ = (1/μ0)(B/H) = (Bm/μ0Hm)e-iφ • = μ´ - iμ´´ • 磁损耗功率密度:P耗 = (1/T)∫0THdB • = πfμ0μ´´Hm2 • 储能密度:WC = (1/T) ∫0THBdt = (1/2) μ0μ´Hm2 • 品质因子:Q = 2 πf(Wc/P耗) = μ´/μ´´ • 磁损耗系数(损耗角正切): tanφμ = 1/Q = μ´´/μ´
• 主要用途:广泛用于电动机、发电机、变压器、电磁机构、
继电器电子器件及测量仪表中。主要用于制造大电流、频率 50~400Hz的中、强磁场条件下的电动机、发电机、变压器 等;中、弱磁场和较高频率(达10KHz)条件下的音频变压器、 高频变压器、电视机与雷达中的大功率变压器、大功率磁变 压器、以及各种继电器、电感线圈、脉冲变压器和电磁式仪 表等。
我国电工纯铁的磁性和用途
4.3.2 电工硅钢
• 电工硅钢片(Fe-Si软磁合金):电工纯铁只能在直流磁场 下工作,为了克服在交变磁场下涡流损耗大的缺点,加入少 量硅,形成固溶体,提高铁的最大磁导率,增大电阻率,还 可显著改善磁性时效。但Si加入量过多时,会降低饱和磁化 强度、居里温度、磁晶各向异性常数K1、磁致伸缩系数。 Si含量的增大会使材料变脆。 • 成分:碳的质量分数Wc在0.02%以下,硅的质量分数为 (1.5~4.5)%。
软磁材料的种类和用途
• 合金: 硅钢(Fe-Si)、坡莫合金(Fe-Ni)、仙台斯 特 合金(Fe- Si-A1); 发电机、变压器、马达 • 软磁铁氧体: Mn—Zn系、Ni—Zn系、Mg—Zn系等,多用于变 压器、线圈、天线、磁头、开关等。 • 非晶态、纳米晶和薄膜: 可以根据需要制备特殊用途的磁性材料,如超晶格。
软磁材料的发展历史
• 铁氧体尚未问世之前,金属软磁材料垄断了电力、电子、 通信各领域。金属磁饱和磁化强度远高于铁氧体,因此 电力工业中的变压器、电机等至今仍是铁硅合金材料。 金属软磁材料低电阻率的特性导致趋肪效应,涡流损耗 限制了其在高频段的应用。 • 20世纪40年代开始,软磁铁氧体由实验室走向工业生产, 金属软磁材料慢慢退出应用市场,仅局限于某些特殊的 应用。 • 50年代至90年代,铁氧体在软磁行业中独占鳌头。软磁 材料的性能常因应用而异,但通常希望高磁导率、低损 耗。因矫顽力与晶粒尺寸成反比,因此以往追求的是材 料的显微结构尽可能均匀,晶粒尺寸尽可能大。
软磁材料的发展历史
• 1970年,Fe-Ni-B非晶态合金研制成功,1988年, Fe-Ni-B-Nb-Cu纳米微晶软磁材料问世,均发现了 非常优异的软磁特性。人们发现,在—定尺、十范 国内,矫顽力与晶粒尺寸的六次方成正比。于是软 磁材料的研制又朝着另外一个方向发展,要求晶粒 尺寸尽可能小,以致达到纳米数量级。 • 90年代后,非晶与纳米微晶金属软磁材料逐步成为 软磁铁氧体的新的竞争对手,在性能上它远优于铁 氧体,但在性价比上尚处于劣势,在市场占有率上 一时还不会对铁氧体构成威胁,但在高技术领域的 应用中它将大显身手。
三、饱和磁感压强度Ms
• 饱和磁感应强度地是软磁材料的又一重要磁性 参量。软磁材料通常要求其具有高的饱和磁感 应强度Ms,这样不仅可以获得高的µ 值,还可 i 以节省资源,实现磁性器件的小型化。 • 在软磁材料中可以通过选择适当的配方成分, 来提高材料的Ms值。然而,实际情况是,材料 的Ms值一般不可能有很大的变动。
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