7—3.2软磁材料

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软磁材料及应用MarchPPT课件

' Bm cos( ),'' Bm sin( )
0Hm
0Hm
tan tane tanh tanc
2 t an i
ef
aBm c
涡流损耗
磁滞损耗
第22页/共127页
剩余损耗
Legg公式
二.磁损耗分类:
非共振区（损耗较小）: 1>.涡流损耗; 2>.磁滞损耗; 3>.剩余损耗;
共振区（损耗较大）: 4>.尺寸损耗; 5>.畴壁损耗; 6>.自然共振
µi = µi 转+ µi位
对于一般烧结铁氧体： 1. 如内部气孔较多,密度低,壁移难, µi转为主; 2. 如晶粒大,气孔少,密度高,以壁移为主. 磁化的难易程度决定于磁化动力(MsH)与阻滞之比,比值高则易磁化;反之难磁
化.
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理论上提高磁导率的条件:
1.必要条件：
1>.Ms要高( Ms2 );
③ 加入TiO2, 即使 Fe2+ 限制在 Ti4+ 附近, 防止 Fe2+＝Fe3+ +e导电机构形成;
④ 烧结后热处理使晶粒表面吸氧: Fe2+ Fe3+ (3000C以上)
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（二）、磁滞损耗
磁滞损耗：是指软磁材料在交变场中存在不可逆磁化而形成磁滞回线，所引起材料损耗，大小正比于回线面积. 原因: 不可逆的壁移,使B落后于H.
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摘自当代磁学p82
二、影响磁谱的因素
一、尺寸因素
尺寸共振：电磁波在介质内的波长小于真空中的波长
c 0 f
c是真空中的光速，f是频率。对Mn-Zn铁氧体 ≈103,≈5×104,若f=1.5MHz，求得波长为2.8厘米，当与磁场垂直方向的磁芯尺寸与半波长（1.4cm）整数倍相近时，将有驻波发生，电磁波将在样品中发生共振。采用减小尺寸或叠片方式，可以避免尺寸共振。

3.2软磁材料－铁芯材料

磁屏蔽材料
通讯仪器、电器
3. 1
磁学基础－磁性材料分类
主要磁性材料分类
3. 2
软磁材料
用途：发电机、电动机、变压器、电磁铁、各类继电器与电感、电抗器的铁心；磁头与磁记录介质；计算机磁心等。
要求：高的饱和磁感应强度、高的最大磁导率、高的居里温度和低的损耗。
分类：高磁饱和材料，中磁饱和中导磁材料，高导磁材料，高硬度、高电阻、高导磁材料，矩磁材料，恒磁导率材料，磁温度补偿材料，磁致伸缩材料。
原子核的磁矩比电子磁矩小三个数量级，一般情况下可忽略不计。
3. 1
磁学基础－物质的磁性
电子的循轨磁矩原子磁矩电子的自旋磁矩
物质磁性
物质磁性具有普遍性
＝Σ
原子磁矩
原子磁矩间相互作用
物质表现何种磁性
外加磁场的作用
3. 1
磁学基础－物质的磁性
细菌细胞中的磁力线
200nm的Co粒子中的磁力线
3. 1
3. 1
力按分矫类顽
磁学基础－磁性材料分类
软磁材料半硬磁材料 Hc<100A/m(1.25 Oe) Hc :100～1000A/m (1.25～12.5Oe)
硬（永）磁材料 Hc>1000A/m(12.5Oe) 铁芯材料分按类用途磁头材料磁记录材料磁致伸缩材料变压器、继电器录音机磁带、磁盘传感器
3. 2
软磁材料－铁芯材料
用途：变压器、电机与继电器的铁(磁)心。要求：低的矫顽力、高的磁导率和低的铁损。主要材料：高磁饱和材料(Bs为2T左右)，如工业纯铁、电工硅钢片、非晶态软磁合金和铁钴合金；中磁饱和中导磁材料；高导磁材料如坡莫合金等；恒磁导率材料；以及铁粉心型材料与氧化物粉心材料等（一）工业纯铁资源丰富、价格低廉，具有良好的可加工性。早在 1890年热轧纯铁就用于制造电机和变压器铁芯。是直流技术中非常重要的高磁饱和材料，主要用于制造电磁铁的铁心、极头与极靴；继电器和扬声器的磁导体；电话机的振动膜；电工仪器仪表及磁屏蔽元件等。

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

DT4E3.1 矫顽力（Hc）:磁场强度从饱和状态单调变化所得到的矫顽磁场强度值，单位符号为A/m。

3.2 最大磁导率（μmax ）：对应正常磁化曲线上磁导率的最大值，单位符号为H/m×10-3。

6.1 化学成分6.1.1 钢带的化学成分（熔炼成分）应符合表3的规定。

表3 牌号化学成分％C Si Mn P S AltDT4E ≤0.010 ≤0.30 ≤0.40 ≤0.10 ≤0.030 ≤0.050 6.4 磁性能6.4.1 退火磁性能退火后的磁性能应符合表5的规定，试样的退火条件和工艺按10.5的规定。

1j79合金材料产品名称: 1j79合金材料产品型号: 坡莫合金软磁合金铁镍合金简单介绍1j79合金材料具有滋滞伸缩系数小，易导磁，退磁快，矫顽力小，涡损低等特点，使用涵盖了工频，中频至高频整个频率范围，产品有有扁带形，圆形，盘条，锻件，圆钢等形态交货，朝展产品起订量低，主要用于开关电源变压器、精密互感器、漏电开关互感器、磁屏蔽、磁轭以及弱磁场下应用的高灵敏度小型功率变压器零序电源互感器、小功率磁放大器，高频电源。

1j79合金材料的详细介绍朝展金属1J79的标准化学成份1J79是一种常用的铁镍合金（软磁合金）也可以称为坡莫合金，它主要通过镍与铁的合理搭配，来实现足够的导磁率及磁饱和感应强度。

1J79还添加钼、铜等这些元素，目的是增加材料的电阻率，以减小做成铁芯后的涡流损失。

同时，添加元素也可以提高材料的硬度，这尤其有利于作为磁头等有磨损的应用。

1J7 9合金的生产过程比较复杂，例如，板材轧制的工艺、退火温度、时间、退火后的冷却快慢等都对材料最终的磁性能有很大影响。

目前公司已有成熟生产工艺，生产出来的1J79产品常常用在中高频变压器的铁芯或者对灵敏度有严格要求的器件中。

1J79的矫顽力和剩磁低，直流磁性能优良，适宜在弱磁场中使用，主要用于精密仪表微弱信号的传递和转换元件中、电路中漏电检测、微弱磁场的屏蔽等，如屏蔽罩等。

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。

功能材料-磁性材料课件

第三章磁性材料－§3.1 软磁材料
3、高斯织构硅钢片
结构特点：
➢ 易磁化方向[100]与轧制方向平行 ➢ 难磁化方向[111]与轧制方向成55角
轧 [100] 制方向
55
[111] [110]
➢ 中等磁化方向[110]与轧制方向成90角
横向
高斯织构硅钢片具有磁各向异性，沿[100](轧制方向)磁性能最佳。
3、主要用途
直流磁场下工作的磁性元件，如电磁铁和继电器的铁芯。
第三章磁性材料－§3.1 软磁材料
电工用硅钢片
在纯铁中加入1.04.0%Si的铁碳硅合金。 Si的加入，提高了电阻率，从而减少涡流损耗。
1、电工用硅钢片的种类
硅钢片按生产方法、结晶织构和磁性能的分类：
电工用硅钢片
热轧非织构（无取向）硅钢片冷轧非织构（无取向）硅钢片冷轧高斯织构（单取向）硅钢片冷轧立方织构（双取向）硅钢片
150·cm，为1J79铁镍合金的2～3倍。 ➢ 硬度、强度和耐磨性较高。
例如1J16的硬度和耐磨性比1J79合金高，适用于磁头等磁性器件。 ➢ 密度较低。
可以减轻磁性元件的铁芯质量。 ➢ 对应力敏感性小。
适于在冲击、振动等环境下工作。 ➢ 合金的时效性良好。
随着环境温度的变化和使用时间的延长，其磁性变化不大。
第三章磁性材料－§3.1 软磁材料
2、铁铝合金的主要应用
铁和铝资源丰富、价格低廉，铁铝合金的磁性能与铁镍合金类似，同时还具有一些独特的优点，因此是铁镍合金的一种替代材料，适用于电子变压器、磁头和磁致伸缩换能器等方面。
铁铝合金的牌号、主要成分、特点和用途
牌号铝含量 /%
特点
主要用途
1J6

软磁高熵合金-概述说明以及解释

软磁高熵合金-概述说明以及解释1.引言1.1 概述软磁高熵合金是一种新兴的材料，具有许多独特的性质和应用潜力。

软磁材料一直是电磁器件中不可或缺的重要组成部分，常被用于变压器、感应器、电感器等设备中。

传统的软磁材料如钠铁酸盐和铁-镍合金等具有较低的熵值和饱和磁导率，限制了它们在高频和高温环境下的应用。

高熵合金是近年来材料科学领域的一项创新性研究内容，它采用了多种元素组成的合金，并且具有均匀分布的晶格结构，使得材料的熵值较高。

与传统合金相比，高熵合金具有更强的力学强度、耐腐蚀性和热稳定性。

这些特点使得高熵合金有望应用于多个领域，如航空航天、能源和电子等。

软磁高熵合金是将软磁材料与高熵合金的优势相结合，具有优异的软磁性能和结构稳定性。

其高熵合金基体可以提供强大的力学支撑和抗腐蚀性能，而软磁材料的加入可以提高材料的磁导率和饱和磁感应强度。

这使得软磁高熵合金在电子设备中具有更高的效能和更广泛的应用空间。

本文旨在系统介绍软磁高熵合金的概念、特点以及潜在应用。

在接下来的章节中，我们将首先讨论软磁材料的定义和应用，然后介绍高熵合金的概念和特点。

最后，我们将探讨软磁高熵合金在电子设备中的潜在应用前景，并讨论该领域所面临的挑战。

通过深入了解软磁高熵合金的优势和应用前景，我们可以为该材料的研发和应用提供更全面的指导，并为相关领域的科学家和工程师提供新的思路和方法。

软磁高熵合金的研究具有重要的理论和实践意义，对于推动材料科学与工程的发展具有重要的促进作用。

文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：第一部分为引言部分，概述了软磁高熵合金的研究背景和意义。

在引言部分中，将介绍软磁材料和高熵合金的定义，并探讨软磁高熵合金的潜在应用和发展前景。

第二部分为正文内容，主要包括软磁材料的定义和应用以及高熵合金的概念和特点。

在这一部分中，将详细介绍软磁材料的基本特性、常见应用领域以及目前的研究进展。

软磁材料安全操作保养规定

软磁材料安全操作保养规定一、前言软磁材料是电气工业的重要材料，应用非常广泛。

在使用软磁材料的过程中，安全是首要考虑的问题。

为了确保工人的身体健康和生产安全，我们制定了这份软磁材料安全操作保养规定，旨在帮助使用软磁材料的工人初步掌握安全操作及保养要点。

二、安全操作注意事项2.1 强调安全意识使用软磁材料的工人应该提高自觉性，增强安全意识，认真贯彻安全生产方针。

在工作中要严格遵守操作规程，不得随意操作，必须按照操作规程执行，务必严格保持安全的技术秩序。

2.2 做好个人防护使用者在操作时，必须穿戴好劳动保护用品。

首先必须戴好安全帽，微粉必须佩戴口罩、手套、眼镜等个人防护装备。

如果有长時間接触软磁材料，必须戴上防护面具或呼吸器。

2.3 设备安全操作在软磁材料生产以及使用过程中，各种设备都必须符合国家标准相关规定，并在合理和合法的范围内运行，并应定期进行维护和保养，避免设备出现问题，影响生产的正常运行。

2.4 防火与防爆措施生产和使用软磁材料涉及到火灾和爆炸安全问题，必须注意完善防火和防爆措施，坚决严格执行消防检查制度，进行定期检查，发现问题及时排除，确保生产环境的安全和正常生产。

2.5 避免产生废物和污染生产和使用软磁材料，必须关注环境保护问题，生产过程中应该尽量避免废物的产生，并且要正确地处理废物。

另外，必须加强对环境污染的防控，根据污染源进行科学合理的防治，以确保生产的质量和环保标准。

三、软磁材料保养要点3.1 材料离线保养离线保养是指，将软磁材料从主线上拆下来，离线进行保养。

软磁材料的离线保养要点如下：•不得在库房的角落中存储•进行复杂保养前，必须彻底清洗干净•离线保养需要反复检查出口优劣•离线保养后的软磁材料需要重新上线检查使用效果3.2 材料在线保养在线保养是指，在线上对软磁材料进行保养。

在线保养需要坚持以下要点：•在保养前必须进行充分的准备措施•清洗过程需要轻柔，不得对软磁材料造成伤害•在保养期间需要注意实时监控软磁材料的使用情况•在保养结束后必须对软磁材料进行分级处理四、结论为了保护工人的生命安全和生产环境的安全，我们对软磁材料的安全操作保养规定做出了制定。

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。
26
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。
6
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。
12

软磁材料的主要性能参数

软磁材料的主要性能参数
1.磁化曲线（图）
饱和磁通密度（Bs）：磁化到饱和状态时的磁通密度
剩余磁通密度（Br）：从饱和状态去除磁场后，剩余的磁通密度
矫顽力（Hc）：从饱和状态去除磁场后，磁芯继续被反向磁场磁化，直至磁通密度减为零，此时的磁场强度称为矫顽力
2.磁导率初始磁导率是磁性材料的磁导率在磁化
在恒温条件下，完全退磁的磁芯的磁导率随时间的衰减变化。
电感因数：
电感因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电感量，即
L AL =
N2
3.电阻率：
具有单位截面积和单位磁路长度的磁性材料的电阻。与适用频率相关
由低到高排序: 硅(镍)钢片---金属磁粉芯--锰锌铁氧体---镁锌铁氧体---镍锌铁氧体
曲线始端的极限值.它和温度、频率有关。
1 ΔB
ui = u0 * ΔH（ΔH 0）
有效磁导率是在磁路中存在气隙，即非闭合的磁路条件下，测得的磁导率Ue = Nhomakorabeaui
1+gui/le
这一表示，仅是小气隙下的近似值，大气隙下，磁通要穿过气隙的外部，其有效磁导率将大于按左式计算所得之值。
减落因数：
4.功率损耗：
磁芯在高磁通密度下的单位体积损耗和单位重量损耗；是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三者之和；是衡量功率型材质优劣的重要参数,常用的测试条件有100KHZ/200mT和25KHZ/200mT. （图）
5.居里温度：
居里温度是磁性材料从铁磁性到顺磁性的转变温度，或称磁性消失温度。一般表示方法：随温度升高，磁导率下降到最大值的80%，20%时，这二点联线，延长到与温度轴的交点，即为居里温度。 (图)

软磁材料

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 i ,低损耗等，更重要的是高稳定性。
• 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。
4.2 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 i的途径
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 i 与Ms的平方成正比。 • 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。
4.3.1 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 3, Hc为 300—500，最大磁导率µ 为 (6~12) × 10 max 39.8～95.5 A/m。(0.5~1.2Oe) 1 A/m =4/ 103 Oe
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 i 的同时可以实现降低 Hc的目的。

软磁材料和硬磁材料

1 软磁材料和硬磁材料软磁性材料特点：导磁率高、剩磁弱。

在较软的外磁场的作用下就能产生较强的磁感应强度，而且随着外磁场的增强，很快达到磁饱和状态。

当外磁场除去后，它的磁性就基本消失。

软磁性材料的磁性能物理及机械特性参考文献8。

常用的有：电工用纯铁和硅钢片1、电工用纯铁：一般用于直流磁场，其中以电磁纯铁用的较为普遍。

2、硅钢片按其制造工艺的不同分为：热轧和冷轧冷轧硅钢片分为：单取向和无取向单取向冷轧硅钢片在沿扎方向磁化时，比沿其他方向磁化具有较高的导磁率和较低的铁耗无取向冷轧则没有方向性硬磁性材料在外磁场的作用下达到磁饱和状态后，即便去掉外磁场，它还能长时间的保持着强而稳定的磁性。

特点：剩磁强、磁性稳定。

用途：制造永磁电机的磁极铁芯和磁电系仪表的磁钢2 软（导）磁材料的种类及其特点，包括硅钢片、冷扎低碳钢板、电工纯铁、软磁铁氧体硅钢片/冷扎低碳钢板含硅量影响硅钢片的性能。

一般含杂质的铁加入硅可使电阻率、磁导率增加，矫顽力、铁损与导电性降低，可减少涡流损耗及磁时效，还能减小磁滞损耗等。

但含硅量增加又会使材料变硬变脆，导热性与韧性下降，对散热和机械加工不利，所以一般硅钢片的含硅量不超过4.5％(也有超过此比例的硅钢)。

硅钢片碳的含量在0.06％以内；含硅3.5％和4％的硅钢片，其电阻率分别是纯铁f含炭量小于0．04—0．025％)电阻率的5倍和6倍；当传导电流相同时(磁场强度H相同)，其最大磁导率也比铸铁(即生铁，含碳2％以上的碳铁合金)高。

为减小涡流损耗，这种材料常热扎成0.35mm或0.5mm等厚度的片材，冲成一定形状后叠片使用。

因在电力工业中用量大。

所以它又叫电工钢。

硅钢片的特点有：矫顽力小、磁导率高、剩余磁感应强度小；易磁化、易去磁；它的磁滞回线狭长，磁滞回线所围面积小。

磁滞性弱，磁滞损失(铁损的一部分)小；含硅量越高越脆，磁滞损失越小。

所以，使用它可以减少涡电流，降低能耗。

电机、变压器的铁心常用硅钢片而不用铁片、钢片等。

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

常用软磁磁芯的特点

常用软磁磁芯的特点(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。