软 磁 材 料 优质课件

其他软磁材料
选择适当的化学成分和适当的制造工艺， 可以得到具有特定软磁等性能的软磁材料。 例如，具有高能和磁化强度的铁-钴(Fe-Co) 系软磁合金，具有较高电阻率的铁-铝(Fe-Al) 系软磁合金，具有磁晶各向异性和磁致伸缩 都趋近于零的铁-硅-铝(Fe-Si-Al)合金等。
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易得到高的磁导率μ和低的矫顽力hc，也可以提高磁能密 度； (4)低的磁损耗和电损耗。这就要求低的矫顽力hc和高的电阻 率； (5)高的稳定性，这就要求上述的软磁特性对于温度和震动等 环境因素有高的稳定性。
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Hale Waihona Puke Baidu
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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● 而对于一些剩磁Br 较高的软磁材料,其磁滞 回线为矩形磁滞回线(如图1b) ,这时材料在 不饱和区(即曲线很陡) 具有很大的磁导率 (μ=ΔB /ΔH) ,而在饱和区(曲线斜率很小) 磁 导率很低(趋于零) 。由于软磁铁芯饱和状 态下和不饱和状态下磁导率之间的巨大差 异,铁芯具有延缓电流增大的作用,即开关作 用,相当于可饱和电抗器。
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矩磁材料
● 矩磁材料，这里是指具有矩形磁滞回线的铁氧体 材料。它的特点是，当有较小的外磁场作用时， 就能使之磁化，并达到饱和，去掉外磁场后，磁 性仍然保持与饱和时一样。如镁锰铁氧体，锂锰 铁氧体等就是这样。这种铁氧体材料主要用于各 种电子计算机的存储器磁芯等方面。应用于计算 机磁性存储设备和作为乘客乘车的凭证和票价结 算的磁性卡所用的磁性材科及作用原理，同磁带 所用的磁性材料及作用原理基本相同。但材料是 矩磁材料（易磁化不易去磁）。
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软磁材料的基本性能
软磁材料具有以下磁性能： (1)高的磁导率。磁导率(符号为μ)是对磁场灵敏度的量度 (2)低的矫顽力hc显示磁性材料既容易受外加磁场磁化，又容
易受外加磁场或其他因素退磁，而且磁损耗也低； (3)高的饱和磁通密度bs和高的饱和磁化强度ms。这样较容
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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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非晶软磁材料和纳米晶软磁材料
非晶软磁材料的特点是制造工艺较简单， 化学成分变化范围较宽、磁性均匀和良好的各向 同性。将适当成分的非晶软磁材料通过适当的热 处理后，可以使非晶状态转变为晶粒直径为纳米 量级的结晶态软磁材料，也可以得到良好的软磁 材料。
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磁开关和磁开关保护
● 软磁材料有一个重要的特性———磁滞,即 在交变磁场作用下,磁场H 和磁感应强度B 不同相, B落后于H ,用代数式表示就是:B = Bm sin (ωt - <) (1)H = Hm sinωt (2)也就是 说,在某一时间t , B 落后H 一个相位角。这 样就导致其B2H 曲线是独特的磁滞回线形 状,如图1 所示。
软磁材料
制作 庾金良 吴健 韩旸
LOGO
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软磁材料的定义
矫顽力是磁性材料
经过磁化以后再经
过退磁使具剩余磁
性(剩余磁通密度或
剩余磁化强度)降低
到零的磁场强度。
软磁材料是指在较低的磁场下，
易磁化也易退磁，具有低矫顽力和高
磁导率的磁性材料 。
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铁-硅(Fe-Si)系软磁材料
含硅量 0.5％ ～ 4.8％，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。
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图1 钕铁硼稀土永磁材料
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软磁材料的应用方向
绿色照明 电子产品的电感和线圈 太阳能光伏产业 通信元器件 LCD显示屏
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磁带录音原理
● 硬磁性材料被磁化以后，还留有剩磁，剩磁的强 弱和方向随磁化时磁性的强弱和方向而定。录音 磁带是由带基、粘合剂和磁粉层组成。带基一般 采用聚碳酸脂或氯乙烯等制成。磁粉是用剩磁强 的r－Fe2O3或CrO2细粉。录音时，是把与声音 变化相对应的电流，经过放大后，送到录音磁头 的线圈内，使磁头铁芯的缝隙中产生集中的磁场。 随着线圈电流的变化，磁场的方向和强度也作相 应的变化。当磁带匀速地通过磁头缝隙时，磁场 就穿过磁带并使它磁化。由于磁带离开磁头后留 有相应的剩磁，其极性和强度与原来的声音相对 应。磁带不断移动，声音也就不断地被记录在磁 带上。
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● 图2 为磁开关的电路和 原理示意图,在一个预先 设置的时间周期内,饱和 状态下的电抗器铁芯就 好比一个二极管,对正向 电流导通,同时截止反 方向的电流
铁氧体软磁材料
又称氧化物磁性材料，是由铁和其它 金属组成的复合氧化物，其主要特点是起 始磁导率高和矫顽力低，可以在高频率和 超高频率使用，在通信和多种电子学器件 中有着重要的应用。
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铁-镍(Fe-Ni)系软磁合金
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镍含量30％～90％，又称坡莫合 金，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。