软磁材料及器件
磁性材料分类
磁性材料分类磁性材料是一类具有磁性的材料,广泛应用于电子、通讯、医疗、汽车等领域。
根据其磁性特性和应用范围的不同,磁性材料可以被分为多个不同的类别。
本文将对磁性材料的分类进行介绍,希望能够帮助读者更好地了解这一领域。
1. 永磁材料。
永磁材料是一类能够在外加磁场的作用下产生持久磁化的材料。
根据其磁性能的不同,永磁材料又可以分为软磁材料和硬磁材料两大类。
软磁材料具有较低的矫顽力和高的磁导率,主要用于变压器、电感器等电磁器件中。
而硬磁材料则具有较高的矫顽力和矫顽力产品,主要用于制造永磁体。
2. 铁磁材料。
铁磁材料是一类在外加磁场下会产生明显磁化的材料。
铁磁材料主要包括铁、镍、钴等金属及其合金,以及铁氧体、钡铁氧体等无机化合物。
这类材料在电机、变压器、传感器等领域有着广泛的应用。
3. 软磁材料。
软磁材料是一类在外加磁场下磁化容易且磁化强度随外场变化不明显的材料。
软磁材料主要包括硅钢片、镍铁合金、铁氧体等。
它们具有低磁滞、低涡流损耗等特点,适用于高频电磁器件和变压器等领域。
4. 硬磁材料。
硬磁材料是一类在外加磁场下难以磁化的材料,主要用于制造永磁体。
典型的硬磁材料包括钕铁硼磁体、钴磁体、铁氧体等。
它们具有较高的矫顽力和矫顽力产品,能够长期保持其磁性能,广泛应用于电机、传感器、声学器件等领域。
5. 多层磁性材料。
多层磁性材料是一类由多层磁性薄膜组成的材料,具有独特的磁性和磁电耦合效应。
多层磁性材料在磁存储、传感器、自旋电子学等领域有着重要的应用价值。
6. 纳米磁性材料。
纳米磁性材料是一类具有纳米尺度结构的磁性材料,具有特殊的磁性和磁致伸缩效应。
纳米磁性材料在磁记录、生物医学、磁致伸缩传感器等领域有着广泛的应用前景。
总结。
磁性材料是一类具有重要应用价值的材料,在现代工业和科学技术中发挥着重要的作用。
通过对磁性材料的分类和特性进行了解,可以更好地选择和应用合适的磁性材料,推动相关领域的发展和创新。
希望本文对磁性材料的分类有所帮助,也希望读者能够对磁性材料有更深入的了解。
软磁材料
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。
软磁材料有哪些
软磁材料有哪些软磁材料是一类具有优良软磁性能的材料,主要用于电磁设备、电子产品和通信设备中。
软磁材料的种类繁多,每种材料都有其特定的特性和应用领域。
下面将就软磁材料的种类进行介绍。
首先,铁氧体软磁材料是一类应用广泛的软磁材料,具有良好的软磁性能和热稳定性。
铁氧体软磁材料主要分为氧化铁、氧化锌和氧化镍等类型,其中氧化铁软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和低的磁导率,适用于高频电子元器件和微波器件。
氧化锌软磁材料具有较高的电阻率和较低的涡流损耗,适用于高频变压器和电感器件。
氧化镍软磁材料具有较高的磁导率和较低的涡流损耗,适用于高频变压器和电感器件。
其次,非晶合金软磁材料是一类具有高饱和磁感应强度和低涡流损耗的软磁材料,主要包括铁基非晶合金和钴基非晶合金。
铁基非晶合金软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和较低的磁滞回线,适用于高频变压器和电感器件。
钴基非晶合金软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和较低的涡流损耗,适用于高频变压器和电感器件。
再次,硅钢是一种低碳含量的硅铁合金,具有良好的软磁性能和低涡流损耗,是目前应用最为广泛的软磁材料之一。
硅钢主要分为冷轧硅钢和热轧硅钢两种类型,其中冷轧硅钢具有较低的涡流损耗和较高的饱和磁感应强度,适用于电力变压器和电机设备。
热轧硅钢具有较高的磁导率和较低的涡流损耗,适用于高频电子元器件和微波器件。
最后,铁氧氮软磁材料是一类新型的软磁材料,具有较高的饱和磁感应强度和较低的涡流损耗,是未来软磁材料的发展方向之一。
铁氧氮软磁材料主要包括氮化铁、氮化镍和氮化铁镍等类型,其中氮化铁软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和较低的涡流损耗,适用于高频变压器和电感器件。
氮化镍软磁材料具有较高的磁导率和较低的涡流损耗,适用于高频变压器和电感器件。
氮化铁镍软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和较低的磁滞回线,适用于高频电子元器件和微波器件。
总的来说,软磁材料种类繁多,每种材料都有其特定的特性和应用领域。
随着科技的发展和工艺的进步,软磁材料的性能将会不断提高,应用领域也将会不断拓展。
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。
3.软磁材料
31
杂质
1 C: C% Ms ,W ,Hci
存在方式:随C%增加,依次
固溶→Fe3C →珠光体→石墨
碳的存在会导致磁时效的发 生,对材料的磁性能十分有害。
磁时效:纯铁元件在长期使用后出现磁导率下降、铁 损增加、矫顽力上升等问题,这种现象称为磁时效。
《 磁性材料及其制备技术》
36
再结晶退火
改善软磁材料磁性能的有效手段 :
消除材料内部的加工应力和缺陷。 促进晶粒长大。磁导率μ , 矫顽力 再结晶温度低于910℃ 《 磁性材料及其制备技术》 。
37
三
铁硅合金(硅钢片)
《 磁性材料及其制备技术》
38
铁硅合金
电工纯铁作为软磁材料的限制:
电阻率低 铁损大(交流特性差)
Si% λs
μ ,W ,Hci
K
当Si%=6.5 %时 λs=0, μ最高; W最低。 性能好,但不能用! 《 磁性材料及其制备技术》
42
高硅合金存在的问题:
Bs下降
硬度提高,延伸率及韧性降低
加工难度大
Fe-Si合金中的硅含量一般在3%左右, 极限不超过5% 。
《 磁性材料及其制备技术》
17
杂
质
• 杂质一般对软磁性能是有害的; • 在特殊情况下,杂质可能有利(硅钢片中的 MnS、AlN); • 除杂:净化原料、真空冶炼和氢气还原退火。
《 磁性材料及其制备技术》
18
杂
质
• 析出物夹杂 — 杂质以新相析出形式存在; • 间隙固溶原子 — 存在于晶格间隙中, 如C, N, O, H; • 代位固溶原子 — 取代原有原子晶位, 如Mn, Cu, Si。
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。
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。
软磁材料元件研究报告
软磁材料元件研究报告随着电子技术的不断发展,磁性材料在电子器件中的应用越来越广泛。
软磁材料是一类具有高导磁率、低磁滞、低损耗等特点的磁性材料,被广泛应用于电子变压器、电感器、磁芯等领域。
本文将介绍软磁材料元件的研究现状、发展趋势以及未来的发展方向。
一、软磁材料元件的研究现状软磁材料元件的研究始于上世纪50年代,随着科技的不断进步,软磁材料元件的性能不断提高,应用范围也不断扩大。
目前,软磁材料元件主要应用于以下领域:1. 电子变压器软磁材料元件在电子变压器中的应用最为广泛。
电子变压器是一个将电能转换为磁能再转换为电能的设备,其中磁芯的作用是提高变压器的效率和稳定性。
软磁材料元件作为电子变压器的核心部件,其性能直接影响到变压器的效率和性能。
2. 电感器软磁材料元件在电感器中的应用也很广泛。
电感器是一种能够储存电能的电子元件,其中磁芯的作用是提高电感器的效率和稳定性。
软磁材料元件作为电感器的核心部件,其性能直接影响到电感器的效率和性能。
3. 磁芯软磁材料元件在磁芯中的应用也很广泛。
磁芯是一种能够储存磁能的电子元件,其中软磁材料元件的作用是提高磁芯的效率和稳定性。
软磁材料元件作为磁芯的核心部件,其性能直接影响到磁芯的效率和性能。
二、软磁材料元件的发展趋势随着科技的不断进步,软磁材料元件的性能不断提高,应用领域也不断扩大。
未来,软磁材料元件的发展趋势主要包括以下几个方面: 1. 高频、高速、大功率随着电子技术的不断发展,电子元器件的工作频率、速度和功率要求越来越高。
未来,软磁材料元件需要具备更高的导磁率、更低的磁滞和更低的损耗,以满足高频、高速、大功率的需求。
2. 高温、高磁场随着电子元器件在汽车、航空、军事等领域的应用越来越广泛,软磁材料元件需要具备更高的耐高温、耐高磁场性能,以满足这些领域的需求。
3. 绿色、环保随着环保意识的不断提高,软磁材料元件需要更加注重环保性能。
未来,软磁材料元件需要具备更低的毒性、更高的可回收性和更好的可持续性,以满足绿色、环保的需求。
软磁材料分类
软磁材料分类软磁材料是一类在外加磁场下表现出较高磁导率和低磁滞的材料,通常用于电子设备中的电感器、变压器、传感器等领域。
根据其性能和应用特点,软磁材料可以被分为不同的分类。
本文将对软磁材料的分类进行介绍和解析。
首先,软磁材料可以根据其化学成分来进行分类。
常见的软磁材料包括硅钢片、镍铁合金、铁氧体等。
硅钢片是一种铁基合金,其主要成分为铁和硅,具有较高的导磁率和低的磁滞损耗,被广泛应用于电力变压器和电机中。
镍铁合金是由镍和铁组成的合金材料,具有优异的软磁性能和热稳定性,常用于高频变压器和传感器中。
铁氧体是一类氧化铁化合物,具有良好的磁导率和较低的磁滞损耗,常用于微波器件和磁存储器件中。
其次,软磁材料还可以根据其晶体结构来进行分类。
根据晶体结构的不同,软磁材料可以分为多晶材料和非晶材料两大类。
多晶材料是指晶粒尺寸在微米级别的材料,具有较高的饱和磁感应强度和低的磁滞损耗,适用于高频变压器和电感器件。
非晶材料是指晶粒尺寸在纳米级别的材料,具有优异的软磁性能和较低的润滑损耗,适用于高频电感器和传感器件。
此外,软磁材料还可以根据其制备工艺来进行分类。
根据制备工艺的不同,软磁材料可以分为烧结材料和沉淀材料两大类。
烧结材料是指通过粉末冶金工艺将原料粉末烧结成块状材料,具有较高的饱和磁感应强度和优异的磁导率,适用于高功率电感器和变压器。
沉淀材料是指通过化学沉淀法将原料溶液沉淀成薄膜或纳米颗粒,具有良好的软磁性能和较低的润滑损耗,适用于微型传感器和存储器件。
综上所述,软磁材料的分类主要包括化学成分、晶体结构和制备工艺三个方面。
不同类型的软磁材料具有不同的性能和应用特点,可以根据具体的工程需求选择合适的材料。
随着科学技术的不断进步,软磁材料的分类和应用将会得到进一步的拓展和深化,为电子设备的发展提供更多的可能性和选择空间。
电源用软磁材料介绍
电源用软磁材料介绍电源用软磁材料介绍近年来,随着科技的不断发展和电子产品日益普及,电源作为电子设备的重要组成部分正在成为人们关注的焦点。
在电源的设计和制造中,软磁材料作为重要的功能材料之一,具有广泛的应用前景。
本文将介绍电源用软磁材料的基础知识、主要种类、材料特性及应用领域。
一、基础知识软磁材料是指在外加磁场下,能够快速地磁化和解磁化,且在磁化过程中没有或几乎没有热释放的材料。
在电源中,软磁材料主要用于储能元件和变压器的铁芯中,起到增加磁场强度和稳定电流的作用。
与硬磁材料相比,软磁材料的磁性能更好,磁化能力更强,电学性能更稳定,适用于高频、高速的电源应用。
二、主要种类1. 硅钢硅钢是一种低碳钢,在表面涂上极薄的硅铁合金,其特点是磁导率高、磁滞损耗小、电阻率大,是制造变压器和电动机最常用的铁芯材料之一。
2. 镍铁合金镍铁合金是一种含有60~80%镍、20~40%铁的合金,具有较高的磁导率和低的磁滞损耗,适用于制造高性能的储能元件。
3. 铁氧体材料铁氧体材料是一种陶瓷材料,由氧化铁和其他氧化物组成,具有高的磁导率、低的磁滞损耗和抗腐蚀性能,适用于高频电源的制造。
4. 氢处理软磁钢氢处理软磁钢是一种含有一定氢气的低碳钢,可通过热处理、冷轧和热轧等程序制造成铁芯,具有较高的磁导率和低的磁滞损耗,适用于高频和高速电源应用。
三、材料特性1. 磁导率磁导率是材料在磁场中被磁化的能力,是衡量软磁材料磁性能的重要指标。
磁导率越高,材料的磁化能力就越好,铁芯中磁能储存越多。
2. 磁滞损耗磁滞损耗是指材料在磁场变化时发生的热耗散现象。
磁滞损耗越小,材料在磁场变化时能快速地响应,能量转换效率就越高。
3. 饱和磁感应强度饱和磁感应强度是材料在饱和磁场下的磁感应强度。
饱和磁感应强度越大,铁芯的磁场强度就越大,但这也会导致磁滞损耗增大。
4. 电阻率电阻率是指材料对电流的阻力。
电源中,铁芯的电阻率越大,能减小电感元件的损耗。
四、应用领域1. 变压器变压器是电源中最常见的电子元件之一,用于变换电压和电流大小。
5-1 软磁材料与器件
4~20
电磁铁铁 0.3~0.5 10~20 2.16 芯磁极继
电器
Cioffi <0.05杂 纯铁 质
10.0
0.8~3.2
10~25
200~34 0
2.16
电磁铁铁 芯磁极继
电器
0.01C 低碳 0.35Mn 钢板 0.01P
12.0 200~224
2.4~3.0 2.12
小型电动 机
0.02S
第5章 磁性材料与器件
5000年前人类发现天然磁石(Fe3O4)。 2300年前中国人将天然磁石磨成勺型制作第一个指南仪。 1832年天然磁石被用于制作永磁旋转交流发电机,并推动
了此后各种直流、交流电机和发电机的发展。 1898年居里发现铁磁性物质在特定温度下(居里温度)变
为顺磁性物质,电磁材料的应用也得到了大大的扩展。 1931年日本工程师Mishima发明了铝镍钴磁钢。 1933年Kato和Takei发明了含Co的铁氧体材料。 1935年荷兰人Noek发明了软磁铁氧体。
BS/T 0.86 1.6
磁学性能 HC/A·m-1
4 2.4
1.6
0.4
1.5
0.8
1.1
0.8
1.5
3.2
0.6
0.2
0.52
4
0.87
0.5
0.63
0.16
1.5
1.6
1.5 0.8~2.4
ρ/μΩ·m 0.16 0.45 0.Байду номын сангаас 0.8 0.9 0.6
0.6
0.6
0.55
0.6 0.75 0.4
70年代以后,除了传统的晶态软磁合金,非晶 态软磁合金也进入了人们的视线。
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。
常见软磁器件介绍(Softmagneticcomponents)
常见软磁器件介绍(Softmagneticcomponents)常用软磁元器件1. 变压器:所谓变压器,就是利用电磁感应实现交流电压变换的器件。
变压器的原理已经在“电磁感应”中说明。
因为变压器的铁芯处于不断变化的电磁场中,铁芯材料的磁化强度和磁感应强度也是不断改变的。
这就自然要求铁芯材料对这种变化的阻力小,变化足够灵敏。
所以,几乎对所有的变压器铁芯,都要求导磁率高。
同时,交变的电磁场必然会在铁芯中产生能量损耗(例如涡流),所有还要求材料的铁损低,以降低铁芯的温升,提高变压器效率。
变压器的形式和品种繁多。
在不同的场合,变压器的工作方式大不相同,所以对变压器铁芯的具体要求也存在很大差别。
低频变压器:工作频率较低(例如低于1KHz)一般地,工作点较低时电流和电压都是正弦波。
由于频率低,铁芯损耗不大,所以铁芯的工作磁感可以设计得比较高。
因此这时需要高饱和磁感的软磁材料作铁芯,例如硅钢。
硅钢片作为配电变压器铁芯时,工作磁感可以达到1.4T以上。
铁基非晶合金作为变压器铁芯时,工作点可以达到1.3T。
为了提高变压器效率,要求铁芯材料的铁损低,同时要求材料导磁率高,以减小初级线圈的激磁电流,降低因线圈电阻带来的损耗(称为铜损)。
高频变压器:随着技术的进步,高频电源已经大量应用。
之所以发展高频电源,是因为传统的工频电源效率不高。
从电磁感应原理不难推出,变压器铁芯所能够传输的功率与磁通变化的频率成正比。
因此,如果提高变压器的工作频率,那么变压器铁芯的体积便可以大幅度缩小,重量减轻,并且提高电源的效率,降低各种损耗。
所以,自从七十年代以来,高频电源的发展非常迅猛。
但另一方面,工作频率的提高会导致变压器铁芯铁损的急剧增大。
要解决这个问题,一是降低铁芯的工作磁感,二是采用更好的软磁材料。
通常,高频变压器铁芯不能再使用硅钢片,而是要用损耗更小的铁镍合金(坡莫合金)、铁氧体或者非晶合金。
2. 滤波电感、扼流圈及电抗器:在稳压电源和开关电源中,为了消除晶体管整流产生的巨大纹波、得到平滑的直流输出而使用的器件。
软磁材料定义
软磁材料定义软磁材料是一类具有优异磁性性能的材料,广泛应用于电子、通信、计算机等领域。
本文将介绍软磁材料的定义、特性、分类以及应用领域等相关内容。
软磁材料是指在外加磁场作用下,能够快速磁化和退磁的材料。
与硬磁材料相比,软磁材料的磁化曲线具有较小的饱和磁感应强度和较高的磁导率。
这意味着软磁材料在磁化和退磁过程中能够更加迅速地响应外界磁场的变化,具有更低的磁滞损耗。
软磁材料具有以下几个主要特性。
首先,软磁材料具有较高的磁导率,能够有效地导引和集中磁力线,提高磁场的利用率。
其次,软磁材料具有较低的矫顽力和剩余磁化强度,能够快速磁化和退磁,降低能量损耗。
此外,软磁材料还具有较低的涡流损耗和铁磁谐振频率,能够在高频应用中保持较小的能量损耗。
软磁材料根据其化学成分和磁性特性的不同,可以分为多种类型。
其中,铁氧体是一种常见的软磁材料,由氧化铁和适量的金属氧化物组成。
铁氧体具有良好的饱和磁感应强度和磁导率,广泛应用于高频电感器、电源变压器等领域。
另外,镍铁合金也是一种重要的软磁材料,具有较低的磁滞损耗和较高的磁导率,被广泛应用于传感器、电机等领域。
软磁材料在电子、通信、计算机等领域有着广泛的应用。
在电子设备中,软磁材料常用于电感器、变压器等元件中,用于实现电能的传输和转换。
在通信领域,软磁材料被应用于天线、滤波器等器件中,用于增强信号的接收和传输。
在计算机领域,软磁材料常用于硬盘驱动器中,用于存储和读取数据。
软磁材料是一类具有优异磁性性能的材料,其特点包括较高的磁导率、较低的矫顽力和剩余磁化强度等。
软磁材料根据其化学成分和磁性特性的不同,可以分为多种类型,如铁氧体和镍铁合金等。
软磁材料在电子、通信、计算机等领域有着广泛的应用,为相关领域的发展提供了重要的支撑。
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软磁铁氧体材料及器件简介
一. 软磁铁氧体材料主要有氧化物铁氧体材料和金属铁氧体材料,分别是镍锌、锰锌、低温烧结材料、EMI/RFI抗干扰材料、铁粉芯和铁硅铝。
镍锌铁氧体具有极高的阻抗率、不到几百的低磁导率等特性,及在高于1MHz的频率亦产生较低损耗。
锰锌铁氧体具有高磁导率和高磁通密度的特点,且在低于1MHz的频率时,具有较低损耗的特性。
镍锌主要功能是在宽频带范围内实现射频信号的能量传输和阻抗变换。
具有频带宽、体积小、重量轻的特点而被广泛应用在雷达、电视、通讯、仪器仪表、自动控制、电子对抗等领域。
锰锌主要是宽温、高导和高频功率型材料,主要用于变压器、模块式开关电源和共模扼流圈等。
低温材料磁导率随温度的变化很小,广泛用于片式器件,调谐电感器,尤其是作带通滤波器中的高频电感。
抗干扰材料具有高频高损耗特性,用于抑制不同频率的干扰信号,主要用在宽带功分器、阻抗变换和变压器。
铁粉芯具有较好的偏磁特性和高频适应性,较低的高频涡流损耗,广泛应用于高频开关电源、谐振电感和高频开关电路输出扼流圈。
二. 软磁器件主要是高功率合成器/分配器,滤波器,电感和磁敏传感器。
功率分配器和合成器具有承受功率大、体积小、频带宽特性,广泛用于固态放大器功率合成及放大,短波雷达发射机和干扰机。
滤波器具有体积小、重量轻、频率范围宽和插损高特性,用于抑制电磁干扰,适用于滤波连接器。
电感具有体积小、电感稳定系数小、温度范围宽、电感量大和电磁品比效果好,广泛用于馈电系统。