23磁性材料的特性及应用PPT课件
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磁性材料的认识与应用(PPT)
磁畴结构
磁性材料内部自发形成的、具有一定磁化特性的区域。不同的磁畴具有不同的 磁矩方向和大小，导致宏观上表现出不同的磁性。
磁导率与磁阻
磁导率
描述磁性材料在磁场中磁感应强度与磁场强度的比值，是衡量材料导磁性能的重 要参数。
磁阻
由于磁性材料的磁畴结构、晶格畸变等因素导致的磁感应强度在材料内部传播时 的衰减，表现为磁阻抗。
磁性材料的发展趋势
高性能磁性材料
随着技术的进步，对磁性材料性能的要求越来越高，高性能磁性材料的研究和开发成为 未来的发展趋势。
环保型磁性材料
随着环保意识的提高，环保型磁性材料的研发和应用越来越受到重视，如可回收利用的 磁性材料等。
磁性材料的应用前景
电子行业
磁性材料在电子行业中应用广泛，如电 子元器件、传感器、电机等，随着电子 行业的快速发展，磁性材料的应用前景 十分广阔。
交通工业
磁性材料在交通工业中主要用于轨道交通、汽车制造等领 域，如磁悬浮列车、磁力轴承等。磁性材料具有高磁导率 、高磁感应强度等特点，能够提供稳定的磁场环境，确保 交通工具的安全性和稳定性。
磁性材料在交通工业中还应用于传感器、执行器等新兴领 域，为交通工业的发展提供了新的机遇。
医疗领域
磁性材料在医疗领域中主要用于磁共 振成像、磁疗等新兴领域。磁性材料 能够产生稳定的磁场环境，有助于提 高医疗设备的诊断准确性和治疗效果。
磁性材料的分类
软磁材料
矫顽力低，磁导率高，饱和磁感 应强度大，易于磁化和去磁，适
用于制造变压器、电机等。
硬磁材料
矫顽力高，剩磁和矫顽力均大 ，适用于制造永磁体，如扬声 器、耳机等。
矩磁材料
具有矩形磁滞回线，常用于计 算机存储器等。
磁性材料内部自发形成的、具有一定磁化特性的区域。不同的磁畴具有不同的 磁矩方向和大小，导致宏观上表现出不同的磁性。
磁导率与磁阻
磁导率
描述磁性材料在磁场中磁感应强度与磁场强度的比值，是衡量材料导磁性能的重 要参数。
磁阻
由于磁性材料的磁畴结构、晶格畸变等因素导致的磁感应强度在材料内部传播时 的衰减，表现为磁阻抗。
磁性材料的发展趋势
高性能磁性材料
随着技术的进步，对磁性材料性能的要求越来越高，高性能磁性材料的研究和开发成为 未来的发展趋势。
环保型磁性材料
随着环保意识的提高，环保型磁性材料的研发和应用越来越受到重视，如可回收利用的 磁性材料等。
磁性材料的应用前景
电子行业
磁性材料在电子行业中应用广泛，如电 子元器件、传感器、电机等，随着电子 行业的快速发展，磁性材料的应用前景 十分广阔。
交通工业
磁性材料在交通工业中主要用于轨道交通、汽车制造等领 域，如磁悬浮列车、磁力轴承等。磁性材料具有高磁导率 、高磁感应强度等特点，能够提供稳定的磁场环境，确保 交通工具的安全性和稳定性。
磁性材料在交通工业中还应用于传感器、执行器等新兴领 域，为交通工业的发展提供了新的机遇。
医疗领域
磁性材料在医疗领域中主要用于磁共 振成像、磁疗等新兴领域。磁性材料 能够产生稳定的磁场环境，有助于提 高医疗设备的诊断准确性和治疗效果。
磁性材料的分类
软磁材料
矫顽力低，磁导率高，饱和磁感 应强度大，易于磁化和去磁，适
用于制造变压器、电机等。
硬磁材料
矫顽力高，剩磁和矫顽力均大 ，适用于制造永磁体，如扬声 器、耳机等。
矩磁材料
具有矩形磁滞回线，常用于计 算机存储器等。
磁性材料pptppt课件
常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。
可编辑课件
8
铁粉芯
铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法，主要应用于电器回 路中解决电磁兼容性（EMC）问题。即用来消除电器回路中由于各 种不同原因产生的杂波，辐射。
如下图是由铁粉芯制成的磁环，当一定波段的杂波通过磁环时， 磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从 而被消耗掉。来达到降低杂波的目的。
坡莫合金
互感器
互感器又称为仪用变压器， 是电流互感器和电压互感器的 统称。其功能主要是将高电压 或大电流按比例变换成标准低 电压（100V）或标准小电流 （5A或1A，均指额定值），以 便实现测量仪表、保护设备及 自动控制设备的标准化、小型 化。
可编辑课件
11
展望未来
磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进 而发展，例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。
稀土永磁铁面向汽车应用
(3)铁氧体硬磁材料：这是以Fe2O3为主要组元 的复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如 反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高，特别 有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体
(BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)等都有很 多应用。
磁阀
可编辑课件
6
四.发展现状与展望未来
高磁通密度和低磁芯损耗的特性，使铁硅铝磁芯非常适用 于功率因数校正电路，以及单向驱动的应用，如回扫变压器， 脉冲变压器。
铁硅铝粉芯磁环
可编辑课件
10
坡莫合金粉芯 坡莫合金指铁镍合金，坡莫合金的最大
特点是具有很高的弱磁场导磁率。它们的饱 和磁感应强度一般在0.6--1.0T之间。
用于制作音频变压器、互感器、磁放大 器、磁调制器、扼流器、音频磁头等。
可编辑课件
8
铁粉芯
铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法，主要应用于电器回 路中解决电磁兼容性（EMC）问题。即用来消除电器回路中由于各 种不同原因产生的杂波，辐射。
如下图是由铁粉芯制成的磁环，当一定波段的杂波通过磁环时， 磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从 而被消耗掉。来达到降低杂波的目的。
坡莫合金
互感器
互感器又称为仪用变压器， 是电流互感器和电压互感器的 统称。其功能主要是将高电压 或大电流按比例变换成标准低 电压（100V）或标准小电流 （5A或1A，均指额定值），以 便实现测量仪表、保护设备及 自动控制设备的标准化、小型 化。
可编辑课件
11
展望未来
磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进 而发展，例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。
稀土永磁铁面向汽车应用
(3)铁氧体硬磁材料：这是以Fe2O3为主要组元 的复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如 反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高，特别 有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体
(BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)等都有很 多应用。
磁阀
可编辑课件
6
四.发展现状与展望未来
高磁通密度和低磁芯损耗的特性，使铁硅铝磁芯非常适用 于功率因数校正电路，以及单向驱动的应用，如回扫变压器， 脉冲变压器。
铁硅铝粉芯磁环
可编辑课件
10
坡莫合金粉芯 坡莫合金指铁镍合金，坡莫合金的最大
特点是具有很高的弱磁场导磁率。它们的饱 和磁感应强度一般在0.6--1.0T之间。
用于制作音频变压器、互感器、磁放大 器、磁调制器、扼流器、音频磁头等。
磁性材料及其应用
磁致伸缩可用于制备称重、测力、扭矩 传感器等
四、磁记录材料
我们已经进入信息社会？
“知识大爆炸”？
记忆靠人脑？
磁记录：是使用记录磁头在磁记录介质内写入磁化强度图纹 作为信息存储，用同一或另外记录磁头可从磁化强度图纹读 出所储存的信息。
磁 记 录 的 基 本 过 程
抹音磁头 录音磁头
放音磁头 驱动器
工作缝隙小、磁场分布陡河磁迹宽 度窄，故可提高记录速度和读出分 辨率
磁电阻磁头
利用磁电阻效应制成
磁头材料
合金磁头材料：含钼 坡莫合金和仙台斯特 合金 铁氧体磁头材料：镍锌铁 氧体和锰锌铁氧体
非晶态磁头材料： Co-(Zr， Hf，Nb，Ta，Ti) 二元系合 金薄膜和Co-Fe-B类金属非 晶态薄膜
• 3d过渡金属（T） －非金属系 • 3d过渡金属（T） －金属系 • 过渡金属（T） －稀土类金属（R） 系
软磁材料主要用于动力工程、高性能电子学、通信技术、 航空及空间技术等，来制造磁导体，增加磁路的磁通量，降低 磁阻。
二、永磁材料 永磁材料又称硬磁材料，是用于制造各种永久磁铁的磁性 M 材料。 1、性能特点
改善材料的显微结构，降低杂质和气 孔的含量，增大晶粒尺寸。 降低内应力σ
磁滞回线示意图
3、软磁材料的分类及其应用 软磁材料
金属软磁
铁氧体软磁
非晶及纳米晶软磁
• 电工纯铁 • 硅钢 • 坡莫合金 • 其它软磁合金 （Fe-Al、Fe-Si-Al、 Fe-Co）
• MnZn，NiZn， MgZn等尖晶石型 铁氧体 • Co2Y，Co2Z等平 面六角型铁氧体
有机粘接剂及润滑剂 磁性粉 Al2O3粉/铁丹粉/碳粉
记录层 带基 涂布型磁带结构示例
磁性材料的认识与应用(PPT)教学资料
磁铁氧体6 万吨、永磁铁氧体8 万吨、钕铁硼磁体2000 吨。
总之, 从市场发展看, 中国长期在全球磁 性材料市场发展前景是乐观的。
六
1.磁材行业经过“七·五”、“八·五”技术改造, 不少厂家引进了 美、日、德、意等国先进生产线或生产线关键设备, 大都取得了
、
较好的经济效益和社会效益, 但个别单位受骗上当, 交了学费, 尤 其是二手设备的引进, 容易失误。
（1） 铁硅合金： 最常用的软磁材料， 常用作低频变压器、 发电机的铁芯；
铁硅合金
低频变压器
（2）铁镍合金：典型代表材料为坡莫合金，具有高 的磁导率（磁导率μ为铁硅合金的10~20倍）、低的损 耗；并且在弱磁场中具有高的磁导率和低的矫顽力， 但力学性能不太好，通常应用于电子材料；
坡莫合金
电压互感器
最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度（B）和磁场强度 乘积（H）的最大值。这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大， 材料的性能越好。
四、磁性材料的应用
1.永磁材料
永磁材料经磁化后，去除外磁场仍保留磁性，其 性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。永磁材料包 括铁氧体和金属永磁材料两类。
铁氧体的用量大、应用广泛、价格低，但磁性能 一般，用于一般要求的永磁体。金属永磁材料中钕铁 硼（Nb-Fe-B）稀土永磁，钕铁硼磁体不仅性能优， 而且不含稀缺元素钴，作为稀土永磁材料发展的最新 结果，由于其优异的磁性能而被称为“磁王”。
磁化电流，以至于零，那么该材料得磁化过程就是一连串逐渐缩小而最 终趋于原点的环状曲线，如图2所示。当H减小到零时，B亦同时降为零， 达到完全退磁。
3.磁材料常用的性能参数
饱和磁感应强度Bm：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∕Bm。 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。 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。 磁滞损耗 ：铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗 ，降低磁 滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc 。
磁性材料应用PPT课件
磁性材料应用
金属磁粉芯的应用
从严格意义上讲，金属磁粉芯只能用作电感产 品的制造。
磁性材料应用
铁粉芯：
1P主要用作制造差模滤波器 3P主要用作制造差模滤波器，也可以用在对损耗要求
不高的场合制造扼流圈 4P主要用作制造频率相对较低（<50kHz）的扼流圈
（如UPS输出扼流圈） 一般而言，作为功率扼流圈，铁粉芯主要用于50kHz
以下的频段，高出此频段损耗太大（正如硅钢片用在 1kHz以上频段）。必须注意，在上述金属磁粉芯中， 只有铁粉芯具有相对较大的磁致伸缩因子，所以在应 用到含有音频功率信号的场合经常会听到噪声。铁粉 芯在军工领域应用很少。
磁性材料应用
羰基铁:
基于其宽频带（500MHz以内）、高Q（指在弱 信号下损耗很小）、高可靠性，主要用于高频 电感、调芯电感等小电感的制作。
500kHz以下具有很高的阻抗，1MHz以上 阻抗会下降；差模滤波器（有气隙使用） 尽管偏磁性优于铁氧体，但由于非晶微 晶材料本身频谱的特点，在较高频率下 会比铁氧体差。 3） 脉冲变压器、传感器 利用某些非晶微晶（如Co基非晶）高矩 磁比的特性。
磁性材料应用
Ni-Zn铁氧体
适用不同的工作频率，Ni-Zn材料的μi在5-1300之 间。和国内同行相比，我公司Ni-Zn材料品种最为 齐全，性能优越。针对用户不同的要求，我们研 制出适宜于各个频段的弱信号滤波材料及大信号 的功率材料，对于弱信号滤波材料，我们的主要 特点是温度系数明显低于国内同行，Q值较高， 对于功率材料，我们的主要特点是损耗低，适用 频带宽。
磁性材料应用
设计变压器的几个注意事项： 1）根据频率、功率选择适当的磁芯，选择适当的ΔB。 2）满窗口。指在确保安全指标的情况下，尽量占满绕
磁性材料基础知识 ppt课件
磁路的欧姆定律：
FNiHlB l lS R m m
磁路的欧姆定律：
Bl l
FNiHl S R m m
自感 L Ψ i N iΦ N (F i m ) N (N i m )i N 2 m
N ——线圈匝数
Λm——自感磁通所经磁路的磁导
自感的大小与匝数的平方和磁路的 磁导成正比；
铁心线圈的自感要比空心线圈的大 得多；
类 硬（永）磁材料 Hc>1000A/m(12.5Oe)
按化学组成分类： 金属（合金）；无机（氧化物）；有机化合物
按维度分类： 纳米（零维；一维；二维）；微晶；非晶；块体
提纲
1 磁性材料的发展简史
2 磁学基本常识
磁性来源 磁学基本概念 磁性材料分类
3 电磁学主要定律-恒稳/交变磁场
4 磁性材料性能分析
3.2 磁场高斯定律
1、内容
通过任意闭合曲面的磁通量必等于零。
2、解释
BdS0
S
磁感应线是闭合的，因此 有多少条磁感应线进入闭 合曲面，就一定有多少条
磁感应线穿出该曲面。 B
S
B
3、说明
•磁场是无源场； 电场是有源场 •磁极相对出现，不存在磁单极； 单独存在正负电荷
3.3 安培环路定理
1、内 容 B
V
A A·mm -1 1
J m和M亦有如下关系：
Jm=µ0M
2.1 磁性来源
（a）无外磁场情况
铁磁材料内部的 磁畴排列杂乱无章， 磁性相互抵消，因此
对外不显示磁性。
磁畴是怎 么形成的
？
铁磁材料之所以具有高导磁 性，是因为在它们的内部具有 一种特殊的物质结构—磁畴。
（b）有外磁场情况
磁性材料的介绍 ppt课件
磁性材料
复合材料研究所
2016.12.19
复合材料研究所
复合材料研究所
磁性材料拥有数千年应用历史，如今更与信 息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济 的方方面面紧密相关。
磁性材料是高科技发展的重要分支之一。
一个国家的磁性材料能反映其技术 发展水平，对这种材料的需求量能反 映一个国家的经济状况和平均生活水 平。
磁矩m：表征磁性物体磁性大小的物理量，磁矩愈大，磁性愈强，即 物体在磁场中所受的力也大。 磁矩只与物体本身有关，与外磁场无关。
磁 学 磁化强度M：衡量物质有无磁性或磁性大小的物理量，定义为物质单 基 位体积中的磁矩大小，矢量，由S极指向N极。 本 参 磁场强度H：指外界磁场的大小，也是一个矢量，由S极指向N极，磁 量 场强度H一般是由导体中的电流或者永磁体产生。
复合材料研究所
一、材料的磁性
磁学是一门既古老又年轻的学科，磁学基础研究与应用的需求互相促
进，在国防和国民经济中起着重要作用。 早期观点
• 安培分子电流：在磁介质中分子、
磁
原子存在着一种环形电流(分子
性
电流)，分子电流使每个物质微
的
粒都成为微小的磁体；在磁场中， 分子电流沿磁场方向排列，显磁
来
性。
源
复合材料研究所
电磁炮
复合材料研究所
原理
传统的火炮都是利用弹药爆 炸时的瞬间膨胀产生的推力将炮 弹迅速加速，推出炮膛。而电磁 炮则是把炮弹放在螺线管中，给 螺线管通电，那么螺线管产生的 磁场对炮弹将产生巨大的推动力， 将炮弹射出。
磁性材料市场的代表企业
……
复合材料研究所
国内磁粉生产商
• 麦格昆磁 • 四川银河 • 上海纪元 • 天津津滨 • 浙江朝日科 • 浙江韵升 • 上海爱普生
复合材料研究所
2016.12.19
复合材料研究所
复合材料研究所
磁性材料拥有数千年应用历史，如今更与信 息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济 的方方面面紧密相关。
磁性材料是高科技发展的重要分支之一。
一个国家的磁性材料能反映其技术 发展水平，对这种材料的需求量能反 映一个国家的经济状况和平均生活水 平。
磁矩m：表征磁性物体磁性大小的物理量，磁矩愈大，磁性愈强，即 物体在磁场中所受的力也大。 磁矩只与物体本身有关，与外磁场无关。
磁 学 磁化强度M：衡量物质有无磁性或磁性大小的物理量，定义为物质单 基 位体积中的磁矩大小，矢量，由S极指向N极。 本 参 磁场强度H：指外界磁场的大小，也是一个矢量，由S极指向N极，磁 量 场强度H一般是由导体中的电流或者永磁体产生。
复合材料研究所
一、材料的磁性
磁学是一门既古老又年轻的学科，磁学基础研究与应用的需求互相促
进，在国防和国民经济中起着重要作用。 早期观点
• 安培分子电流：在磁介质中分子、
磁
原子存在着一种环形电流(分子
性
电流)，分子电流使每个物质微
的
粒都成为微小的磁体；在磁场中， 分子电流沿磁场方向排列，显磁
来
性。
源
复合材料研究所
电磁炮
复合材料研究所
原理
传统的火炮都是利用弹药爆 炸时的瞬间膨胀产生的推力将炮 弹迅速加速，推出炮膛。而电磁 炮则是把炮弹放在螺线管中，给 螺线管通电，那么螺线管产生的 磁场对炮弹将产生巨大的推动力， 将炮弹射出。
磁性材料市场的代表企业
……
复合材料研究所
国内磁粉生产商
• 麦格昆磁 • 四川银河 • 上海纪元 • 天津津滨 • 浙江朝日科 • 浙江韵升 • 上海爱普生
磁性材料的基础知识讲座课件
磁性材料的分类
总结词
磁性材料可以根据其磁化强度的不同分为硬磁材料和 软磁材料两类。
详细描述
硬磁材料是指那些具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积 的材料，如铁氧体、稀土永磁材料等。这些材料具有 较高的磁能积和矫顽力，因此能够保持较强的剩磁状 态，常用于制造永磁体。软磁材料则是指那些具有低 矫顽力和低剩磁的材料，如硅钢片、纯铁、低碳钢等 。这些材料在磁场中被磁化后容易退磁，因此常用于 制造变压器、电机等需要频繁改变磁场方向的电器设 备。
低成本化与环保化生产
01
02
03
资源勤俭
优化生产工艺，降低生产 成本，提高磁性材料的资 源利用率。
环保材料
研发可降解或可回收的磁 性材料，减少对环境的污 染和破坏。
节能减排
降低生产过程中的能耗和 排放，推广绿色生产技术 。
新应用领域的拓展与开发
新能源领域
利用磁性材料在新能源领域如风 能、太阳能等领域的应用，推动
磁性材料在核磁共振成像 中的应用
核磁共振成像是一种重要的医学检测手段， 而磁性材料在其中扮演着关键角色。超导磁 体是核磁共振成像系统的核心部件，其性能 直接影响到成像质量。随着技术的不断发展 ，对超导磁体的性能要求也越来越高，研究 和开发具有更高磁场强度和稳定性的磁性材
料是未来的重要研究方向。
THANK YOU
感谢各位观看
02
磁性材料的物理性质
磁化曲线与磁滞回线
磁化曲线
描述了材料在磁场变化时磁化强 度与磁场强度的关系。
磁滞回线
表示磁场强度与磁感应强度的关 系，反应了磁性材料在周期性变 化磁场中的磁化过程。
磁导率与矫顽力
磁导率
描述了材料在磁场中的导磁能力，是 衡量材料磁性能的重要参数。
磁性材料概述与应用 ppt课件
•铁铬钴合金各 种加工形式，包 括丝材。
磁性材料概述与应用
SmCo系合金（SmCo5,Sm2Co17)：耐高温稀土 永磁。SmCo5：第一代稀土永磁，上世纪60年代 ；Sm2Co17：第二代稀土永磁，上世纪70年代。 Sm2Co17的工作温度可达350oC。 其缺点是含有较多
的金属钴(～ w(Co)66%)和蕴藏 量稀少的稀土金属 元素Sm。原材料 昂贵，受到资源与 价格的限制。 主要应用于高端领 域。
硬盘驱动器音圈 电机（VCM）
混合动力汽车
磁性材料概述与应用
The number of magnets in the family car has increased from one in the 1950's to over thirty today.
1921：奥地利，泡利提出玻尔磁子作为原子磁 矩的基本单位。美国，康普顿提出电子也具有 自旋相应的磁矩。
1928：英国，狄拉克用相对论量子力学完美地解 释了电子的内禀自旋和磁矩，并与德国物理学家 海森伯一起证明了静电起源的交换力的存在，奠 定了现代磁学的基础。
1936 ： 苏 联 ， 郎 道 完 成 了 巨 著 “ 理 论 物 理 学 教 程”，其中包含全面而精彩地论述现代电磁学和 铁磁学的篇章。
自旋磁矩
B
eh
2m
si(si 1)2B
si(si 1)
si,自旋角动量量子数
原子总磁矩
原子的总磁矩应是按照原子结构 和量子力学规律将原子中各个电子 的轨道磁矩和自旋磁矩相加起来的 合磁矩. 注:原子核自旋磁矩仅是电子磁矩 的1/1836.5, 忽略不计.
电子的填充方式对磁矩的影响：
当原子中某一电子层完全被电子填满时，该电子层 的电子云在空间的分布呈球形对称，这时其电子循 轨磁矩和自旋磁矩都互相抵消，即该层电子磁矩对 原子磁矩没有贡献。因此惰性元素没有固有磁矩。
磁性材料概述与应用
SmCo系合金（SmCo5,Sm2Co17)：耐高温稀土 永磁。SmCo5：第一代稀土永磁，上世纪60年代 ；Sm2Co17：第二代稀土永磁，上世纪70年代。 Sm2Co17的工作温度可达350oC。 其缺点是含有较多
的金属钴(～ w(Co)66%)和蕴藏 量稀少的稀土金属 元素Sm。原材料 昂贵，受到资源与 价格的限制。 主要应用于高端领 域。
硬盘驱动器音圈 电机（VCM）
混合动力汽车
磁性材料概述与应用
The number of magnets in the family car has increased from one in the 1950's to over thirty today.
1921：奥地利，泡利提出玻尔磁子作为原子磁 矩的基本单位。美国，康普顿提出电子也具有 自旋相应的磁矩。
1928：英国，狄拉克用相对论量子力学完美地解 释了电子的内禀自旋和磁矩，并与德国物理学家 海森伯一起证明了静电起源的交换力的存在，奠 定了现代磁学的基础。
1936 ： 苏 联 ， 郎 道 完 成 了 巨 著 “ 理 论 物 理 学 教 程”，其中包含全面而精彩地论述现代电磁学和 铁磁学的篇章。
自旋磁矩
B
eh
2m
si(si 1)2B
si(si 1)
si,自旋角动量量子数
原子总磁矩
原子的总磁矩应是按照原子结构 和量子力学规律将原子中各个电子 的轨道磁矩和自旋磁矩相加起来的 合磁矩. 注:原子核自旋磁矩仅是电子磁矩 的1/1836.5, 忽略不计.
电子的填充方式对磁矩的影响：
当原子中某一电子层完全被电子填满时，该电子层 的电子云在空间的分布呈球形对称，这时其电子循 轨磁矩和自旋磁矩都互相抵消，即该层电子磁矩对 原子磁矩没有贡献。因此惰性元素没有固有磁矩。
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2.磁导率 初始磁导率是磁性材料的磁导率在磁化
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 =
ui
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。
烧结
绝缘 处理
压制 成型
三、软磁材料的主要7 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
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
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)
6.直流迭加： 当交流磁场与直流磁场同时作用于磁芯时, 称为直流迭加(图)
7.重要的几何参数: 有效截面积(Ae) 有效磁路长度(Le) 磁芯线圈面积(Aw)（图）
四、磁性材料的应用
1.金属磁性材料的优缺点:
优点: Bs值高,直流特性好, 缺点: 电阻率低,适用的工作频率较低. 所以其主要使用在低频,直流, 强电,大功率 的场合.
2.铁氧体材料的优缺点: 优点: a. 高电阻率,工作频率宽; b. 高频下磁导率比金属磁性材料好. c. 磁芯易获得相应的形状和功能. d. 成本低. 缺点: a. Bs值低,单位体积储能少. b.导热差 c.抗拉强度小,脆,难加工. d.未加工部位尺寸公差大. 所以其主要使用在高频,脉冲,弱磁场下.
3.磁芯型式上的优缺点:
EE或EI型: 结构简单,易加工,成本低. 漏磁多,空间利用率一般.
ER型: 结构相对简单,易加工,成本低. 漏磁多,空间利用率较好.
EFD,EPC型:
结构较复杂,易变形,成 本高
但可获得较低成品高 度,实现扁平化.
EP型: 结构较复杂,难加工,成本高 卓越的磁屏蔽性能,且信号传输失真度小.
RM,PQ型: 结构稍复杂,成本高 磁屏蔽性好, 易获得高效率.且节省空间.
五、铁氧体材料的发展方向:
功率铁氧体: 向低功耗方向发展;如PC44,PC45, PC47，PC95 向高频方向发展;如PC50,3F5等.
高导铁氧体: 向高ui值,宽频,宽温的方向发展.
写在最后
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软磁材料的特性及应用
一、磁芯的分类
1.依磁性可分为：
硬磁（Hard Ferrite）： 充磁后，充磁源离开，磁性仍保留。 软磁（Soft Ferrite）： 充磁后，充磁源离开，磁性消失。
2.常用软磁依材质可分为：
二、生产工艺
金属粉芯的简易流程:
原料 配制
表面 处理
粉碎 制粉
老化 处理
还原 处理
减落因数：
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