常见软磁材料
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。
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。
专家讲述磁环的各种分类与四大特点
专家讲述磁环的各种分类与四大特点磁环是一种应用于电子领域的零件,它可以产生和控制磁场。
根据不同的特点和用途的不同,磁环可以分为不同的分类。
下面将从材料、形状、结构和用途四个方面来讲述磁环的分类和特点。
材料分类:根据磁环的材料不同,可以分为软磁材料磁环和硬磁材料磁环。
1.软磁材料磁环:软磁材料的磁导率较大,可在磁场的作用下快速磁化和解磁化。
软磁材料磁环主要应用于变压器、电感器和谐振器等电子元件中。
常见的软磁材料有铁氧体、铁-铝合金等。
2.硬磁材料磁环:硬磁材料的磁导率较小,能够长期保持磁化状态。
硬磁材料磁环主要应用于电机、磁力传感器、磁保持开关等电子元件中。
常见的硬磁材料有钕铁硼、钴磁体等。
形状分类:根据磁环的形状不同,可以分为圆环状、扇形、方形、矩形等多种形状。
1.圆环状磁环:圆环状磁环是最常见的一种形状,也是应用最广泛的。
它的制造工艺简单,成本较低,常用于线圈和磁电感器中。
2.扇形磁环:扇形磁环是由圆环状磁环切割而成的,适用于有些特殊形状的电子元件,如扇形天线、扇形电磁铁等。
3.方形磁环:方形磁环主要应用于电能仪表、开关电源等领域。
它的方形结构方便组合和安装,能够满足一些特殊的电子设备需求。
4.矩形磁环:矩形磁环通常应用于特殊形状的磁场功率耦合器和微型磁感应器等。
结构分类:根据磁环的结构不同,可以分为简单磁环和复合磁环。
1.简单磁环:简单磁环是由单个材料制成的,在制造过程中不添加其他材料。
它具有结构简单、成本低廉、使用方便等特点。
2.复合磁环:复合磁环是由两种或多种不同材料组成的。
复合磁环可以根据需要调整磁性能和磁场分布,具有更多的设计灵活性。
用途分类:根据磁环的用途不同,可以分为传感器磁环、电感磁环、记忆磁环、电动机磁环等。
1.传感器磁环:传感器磁环用于磁力传感器、接近开关等传感器设备中,用于探测和测量磁场强度。
2.电感磁环:电感磁环主要用于电感器、电源滤波器等电子元件中,通过改变磁通量以调整电感器的感应电流。
磁屏蔽材料
磁屏蔽材料磁屏蔽材料是一种能够阻挡、吸附和分散磁场的材料。
它们广泛应用于电子设备、通信设备、航空航天等领域,可以有效地阻挡外部磁场对设备和电子元件的干扰,保障设备和电子元件的正常运行。
磁屏蔽材料主要有软磁材料和硬磁材料两种。
软磁材料是一种具有高导磁率和低矫顽力的材料,它能够吸附和分散磁场,并将其导引至材料内部。
常见的软磁材料有铁氧体、双氧化锰、铁镍合金等。
铁氧体是一种非晶态材料,具有高导磁率、低矫顽力和良好的耐腐蚀性能,适用于高频磁场的屏蔽。
双氧化锰是一种陶瓷材料,具有高导磁率和低矫顽力,适用于低频磁场的屏蔽。
铁镍合金是一种金属材料,具有高导磁率和低矫顽力,适用于中频磁场的屏蔽。
硬磁材料是一种具有高矫顽力和高饱和磁感应强度的材料,它能够阻挡磁场的渗透并减小磁场的干扰。
硬磁材料常见的有钕铁硼、氢化钕等。
钕铁硼是一种稀土永磁材料,具有高矫顽力和高饱和磁感应强度,适用于高频磁场的屏蔽。
氢化钕是一种金属氢化物,具有高矫顽力和高饱和磁感应强度,适用于低频磁场的屏蔽。
磁屏蔽材料的屏蔽效果主要取决于材料的导磁率和矫顽力。
导磁率越高,材料对磁场的吸附和分散能力越强,屏蔽效果越好;矫顽力越低,材料对磁场的阻挡能力越强,屏蔽效果越好。
除了导磁率和矫顽力外,磁屏蔽材料还需要具有良好的耐热性、耐腐蚀性和机械强度。
耐热性是指材料能够在高温环境下保持其物理和化学性质的能力,耐腐蚀性是指材料能够抵抗外界化学物质的侵蚀的能力,机械强度是指材料在外力作用下不易破裂或变形的能力。
总之,磁屏蔽材料是一种能够阻挡、吸附和分散磁场的材料,它们能够有效地阻挡外部磁场对设备和电子元件的干扰,保障设备和电子元件的正常运行。
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。
常用磁性材料分类及特点
常用磁性材料分类及特点
一、软磁性材料
1、主要特点:软磁性材料经外加磁场后容易磁化,也容易退磁的磁性材料,其主要特点是:矫顽力小、容易磁化、容易退磁。
2、常用材料:铁氧体、工业纯铁、硅钢片等
二、硬磁性材料
1、主要特点:硬磁性材料又称为永磁材料,磁体经外加磁场后可长期保留强磁性。
主要特点是矫顽力高、磁能积大,磁性基本稳定。
2、常用材料:铁氧体永磁材料、金属永磁材料(如钕铁硼、钐钴、铝镍钴等)。
力矩电机特点
力矩电动机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机,具有低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好、力矩波动小等特点。
力矩电动机能在一般较宽的转速范围内使转矩基本恒定。
力矩电机包括:直流力矩电机、交流力矩电机,广泛应用于机械制造、纺织、造纸、橡胶、塑料、金属线材和电线电缆等工业中,以及阻力矩大的拖动系统和频繁正、反转的装置或其他类似动作的各种机械上。
1、直流力矩电机:是一种特殊形式的直流伺服电动机,大多采用永磁励磁,其基本要求与直流伺服电动机相似。
为了获得大的输出转矩和低的转速,直流力矩电机采用大内孔扁平结构,有利于电机直接套在负载轴上,提高系统的耦合刚度,使系统反应迅速,频带展宽,稳定工作,满足动态性能要求。
2、交流力矩电机:其基本要求和交流伺服电动机相同。
其在结构上是采用电阻率较高的材料(例如黄铜、康铜等)作转子的导条及端环,通过增加转子电阻获得宽广的调速范围和较软的机械特性。
原理与一般鼠笼式异步电动机完全相同,但与一般同机座号异步电动机相比,交流力矩电动机输出功率要小好几倍,堵转转矩大,堵转电流小得多。
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。
高频电源入门:软磁材料基础知识大全
高频电源入门:软磁材料基础知识大全软磁材料基本概念所谓软磁材料是指矫顽力低、易磁化和退磁的磁性材料。
所谓“软”是指这些材料易于磁化,磁性“软”。
软磁材料应用广泛。
由于软磁材料易于磁化和退磁,磁导率高,能很好地收集磁力线,因此软磁材料被广泛用作磁力线的路径,即作为导磁材料,如变压器和传感器的铁芯、磁屏蔽罩、,特殊磁路的磁轭等。
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:硅钢是一种硅铁合金,硅含量约为3%,其他主要成分为铁。
硅钢片广泛应用于中低频变压器和电机铁芯,尤其是工频变压器。
在普通软磁材料中,硅钢具有最高的饱和磁感应强度(大于2.0T)。
因此,当用作变压器铁芯时,它可以在非常高的工作点(如工作磁感应值1.5T)下工作。
然而,在常用的软磁材料中,硅钢的铁损耗也是最大的。
为了防止铁心因损耗过大而发热,其工作频率不高,只能在20kHz以下工作。
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。
所谓热轧硅钢是在轧制前将硅钢片加热到850度以上,然后退火。
由于轧制温度高,轧制的硅钢片是各向同性的,也就是说,硅钢片的磁性在各个方向上都是相同的。
这种各向同性硅钢也称为无取向硅钢。
无取向硅钢广泛应用于电机的定子或转子。
由于要制造电机定子和转子,有必要在大型硅钢片上冲压出圆形零件。
此时,人们一直希望硅钢片沿圆周方向的磁性能保持一致,因此应使用无取向硅钢。
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。
磁性材料有哪些
磁性材料有哪些
磁性材料是指具有磁性能力的物质。
根据磁性能力的不同,可以将磁性材料分为软磁性材料和硬磁性材料两类。
软磁性材料是指在外加磁场作用下很容易磁化,但在磁场消失后,能够迅速消磁的材料。
常见的软磁性材料有:
1. 铁:纯铁是一种具有很好的软磁特性的材料,但其抗腐蚀性较差,容易生锈,所以常常需要进行镀层处理,如镀锌等。
2. 钠:钠是一种具有较高磁导率和低磁阻的软磁性材料,常用于电感器等电子器件中。
3. 镍铁合金:镍铁合金是一种具有较高软磁导率和磁阻的材料,广泛用于电感器、变压器等电子元器件中。
4. 钴铁合金:钴铁合金具有较高的饱和磁感应强度和软磁导率,常用于制造磁头、电动机等设备。
硬磁性材料是指在外加磁场作用下很难磁化,且在磁场消失后,能够保持一定的磁化程度的材料。
常见的硬磁性材料有:
1. 钕铁硼磁体:钕铁硼磁体是一种强磁性材料,具有较高的饱和磁感应强度和矫顽力,广泛用于制造电动机、磁盘驱动器、手持电动工具等设备。
2. 钴磁体:钴磁体是一种具有较高矫顽力和耐磨性的硬磁性材料,常用于制造磁头、传感器等设备。
3. 铬钭磁体:铬钭磁体是一种具有较高饱和磁感应强度和矫顽力的硬磁性材料,常用于制造磁头、电机等设备。
4. 铁氧体:铁氧体是一种具有良好磁性能和电性能的硬磁性材料,常用于制造电感器、变压器等设备。
总结起来,磁性材料的种类繁多,从软磁性材料到硬磁性材料,具有不同的磁性能力和应用领域。
这些材料在电子器件、电动机、磁头等设备中起着重要的作用。
常用软磁材料
技朮服務与應用指南--常用軟磁材料特性及其應用常用软磁材料及其应用这里介绍常用的软磁材料及其应用,包括:磁性材料常用性能指标铁粉芯坡莫合金粉芯铁氧体硅钢片坡莫合金非晶纳米晶合金磁粉芯和铁氧体的对比硅钢、坡莫合金和非晶合金的对比高频功率变压器铁芯脉冲变压器铁芯电感铁芯共模电感铁芯磁放大器铁芯尖峰抑制器铁芯一.磁性材料的基本特性1. 磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H作用下,必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H 足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
(a) 普通回线 (b) 矩形回线 (c) 线性回线磁滞回线及磁导率随磁场强度的变化曲线2. 软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs: 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/Bs 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。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp居里温度T c: 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.损耗P: 磁滞损耗P h及涡流损耗P e P = P h + P e = af + bf2+ c P e∝ f2 t2 / ,ρ降低磁滞损耗P h的方法是降低矫顽力H c;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率ρ。
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。
软磁材料种类
软磁材料种类软磁材料种类繁多,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。
此外,其居里点比晶态软磁材料低得多,电能损耗大为降低,是一种正在开发利用的新型软磁材料。
塑磁材料的配方范文
塑磁材料的配方范文塑磁材料也被称为软磁材料,是一种特殊的材料,可以在外加磁场的作用下具备磁性。
它们通常由铁、镍、钴和各种合金组成。
塑磁材料的配方可以影响其磁性能、稳定性和机械性能。
下面将介绍几种常用的塑磁材料配方。
1.铁氧体配方:铁氧体是最常用的塑磁材料之一,可用于制造磁芯、电感器和传感器。
一种常见的铁氧体配方是以铁氧体粉末为基础,添加适量的玻璃粉末、粘结剂和抗氧化剂。
玻璃粉末可以提高塑磁材料的磁导率和电阻率,粘结剂可以提高材料的机械强度和加工性能,而抗氧化剂可以防止材料在高温条件下氧化。
2.镍铁合金配方:镍铁合金是一种优秀的磁性材料,具有高磁导率和低磁滞损耗。
典型的镍铁合金配方是以镍和铁为基础,加入适量的其他元素如铜、铝、铬和锰等。
这些合金元素可以调节材料的磁性能和热稳定性。
此外,通过控制合金的成分和热处理条件,可以实现不同的磁性能和磁滞回线形状。
3.钴基合金配方:钴基合金具有高磁饱和磁感应强度和较低的磁滞损耗,适用于高频电磁器件和磁记录材料。
常见的钴基合金配方是钴、铁、镍和铬的混合物,同时可以添加一些其他元素如铌、钽和锗等。
这些合金元素可以调节材料的饱和磁感应强度、磁导率和机械性能。
4.铁氮合金配方:铁氮合金是一种新型的软磁材料,具有优异的饱和磁感应强度和导磁率。
一种常用的铁氮合金配方是以铁和氮为基础,添加少量的碳、硼和其他元素。
这些合金元素可以提高材料的磁性能、热稳定性和机械强度。
除了以上几种常见的塑磁材料配方外,还有许多其他的配方可供选择,以满足不同应用的需求。
在制备塑磁材料时,需要进行粉末混合、成型和烧结等步骤,以获得所需的材料性能。
此外,为了提高材料的磁导率和机械性能,还可以采用热处理、冷压和过烧结等方法。
总结起来,塑磁材料的配方取决于所需的磁性能、稳定性和机械性能。
合理选择合金元素和添加剂,进行适当的热处理和加工工艺,可以制备出具有优异性能的塑磁材料。
常见软磁磁芯种类及比较
常见软磁磁芯种类及比较从事设计变压器和电感器工程师在面临磁芯的选型时,通常会问:使用哪一种材料最好?这个问题没有通用答案,材料的选择取决于应用场合与使用频率。
选择任何材料都只是一种折中方案。
例如,某些材料能够使温升程度降至最低,但是比较昂贵。
但是,如果用户愿意忍受较高程度的温升,可能大且较便宜的组件便可胜任。
最佳材料的选择首先依赖于您是否将其应用于电感器或变压器。
从这一点出发,操作频率和成本也很重要。
不同的材料适用于不同的频率范围、操作温度和磁通密度。
将磁芯的选择范围缩小至某个特定类型后,建议试用各个不同的磁芯,然后做出最终选择。
下面表格是各种常见的软磁材料比较表。
常见软磁材料比较表软磁磁性材料组合饱和磁通密度(T)磁导率磁芯损耗相对成本温度稳定磁粉芯材料∙铁硅铝铁·硅·铝 1.05 14-125 低低佳∙铁硅铁·硅 1.6 60 高低佳∙高磁通铁·鎳 1.5 14-160 中等中等更佳∙钼坡莫铁·鎳·鉬 0.75 14-550 最低高最佳铁氧体材料锰锌 0.45 900-10K 最低最低差绕带磁芯铁·鎳·鉬 0.7 100K 极低极高极佳铁粉芯铁 1.2-1.5 3-100 最高最低差∙磁粉芯:磁粉芯是一种具有均匀分布式气隙的材料,拥有许多优秀的磁特性-高电阻,低磁滞和低涡流损耗,以及在直流和交流条件下极佳的电感稳定性。
美磁的磁粉芯材料不使用有机粘结剂,因此,不会有使用铁粉芯时出现的热老化现象。
分布气隙材料相互之间具有合金颗粒绝缘层。
这允许随着电流的不断增加达到软饱和,提供故障保护。
具有离散气隙的磁芯(铁氧体)具有高电感,使曲线中出现转折,造成急速饱和。
具有分布气隙的磁芯在高温条件下拥有较理想的B m a x 和直流偏置。
具有离散气隙的磁芯(铁氧体)将在气隙周围造成边缘磁通,损耗显著增加。
美磁公司现提供四种不同的磁粉芯材料,点击以下名称,即可得到各种不同材料的优势、用途、以及规格尺寸。
软磁材料性能
材料本身的磁滞系数 磁心研磨面的平整度 磁心的形状设计
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3、我公司高导铁氧体材料的特性
Mf198A K2008 TSF-5080 CF138 PL-9 2HM5
35G
PC50 DMR50
DMR5 5
7H10/7H20
B40
BH5
N49
3F35
3F3
SBIM
F47
5M
75G
55G
20
2、高导铁氧体
①主要用于局域网隔离变压器、差模滤波器 宽带变压器、低功率驱动变压器等。
②发展方向:高μi、宽频、宽温、低THD ③高导铁氧体的几个主要指标
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μi –T特性关系图(R7K)
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C、 μi –f特性
意义:
1
材料的磁导率随使用频率的变化关系即为μi 的频率为截止频率
–f特性,当μi
降低2
时
μi –f特性与使用的关系:
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 成产品失效不能使用。所谓宽频即为截止频率高。
300
200
100
0
0
20
40
60
80
100
120
Temperature(℃ )
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B :饱和磁通密度(Bs)
意义:磁通密度达到的最高值。
饱和磁通密度与使用的关系:
磁心饱和磁通密度越高、变压器可传输功率越大
影响饱和磁通密度的因素:
磁心密度:密度越大、饱和磁通密度越大 温度: 温度越高、饱和磁通密度越低 配方
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软磁材料种类、特点及应用
软磁材料的种类、特点及应用一软磁材料的发展软磁材料在工业中的应用始于19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20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20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40年代到60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70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。
二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) 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)、铁氧体磁芯(2) 带绕铁芯:硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金三常用软磁磁芯的特点及应用(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μe及电感的计算公式为:μe = 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)。
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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。
主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因素校正电路等, 在DC 电路中常用,高DC偏压、高直流电和低交流电上用得多。
价格低于MPP。
(3). 铁硅铝粉芯 (Kool Mm Cores)铁硅铝粉芯由9%Al, 5%Si, 85%Fe粉构成。
主要是替代铁粉芯,损耗比铁粉芯低80%,可在8KHz以上频率下使用;饱和磁感在1.05T左右;导磁率从26~125;磁致伸缩系数接近零,在不同的频率下工作时无噪声产生;比MPP有更高的DC偏压能力;具有最佳的性能价格比。
主要应用于交流电感、输出电感、线路滤波器、功率因素校正电路等。
有时也替代有气隙铁氧体作变压器铁芯使用。
2. 软磁铁氧体 (Ferrites)软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物,采用粉末冶金方法生产。
有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等几类,其中Mn-Zn铁氧体的产量和用量最大,Mn-Zn铁氧体的电阻率低,为1~10欧姆-米,一般在100KHZ以下的频率使用。
Cu-Zn、Ni-Zn铁氧体的电阻率为102~104欧姆-米,在100kHz~10兆赫的无线电频段的损耗小,多用在无线电用天线线圈、无线电中频变压器。
磁芯形状种类丰富,有E、I、U、EC、ETD形、方形(RM、EP、PQ)、罐形(PC、RS、DS)及圆形等。
在应用上很方便。
由于软磁铁氧体不使用镍等稀缺材料也能得到高磁导率,粉末冶金方法又适宜于大批量生产,因此成本低,又因为是烧结物硬度大、对应力不敏感,在应用上很方便。
而且磁导率随频率的变化特性稳定,在150kHz以下基本保持不变。
随着软磁铁氧体的出现,磁粉芯的生产大大减少了,很多原来使用磁粉芯的地方均被软磁铁氧体所代替。
国内外铁氧体的生产厂家很多,在此仅以美国的Magnetics公司生产的Mn-Zn铁氧体为例介绍其应用状况。
分为三类基本材料:电信用基本材料、宽带及EMI材料、功率型材料。
电信用铁氧体的磁导率从750~2300, 具有低损耗因子、高品质因素Q、稳定的磁导率随温度/时间关系, 是磁导率在工作中下降最慢的一种,约每十年下降3%~4%。
广泛应用于高Q滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、接近传感器。
宽带铁氧体也就是常说的高导磁率铁氧体,磁导率分别有5000、10000、15000。
其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频率特性。
广泛应用于共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器,在宽带变压器和EMI上多用。
功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度,为4000~5000 Gs。
另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系。
也就是说,随频率增大、损耗上升不大;随温度提高、损耗变化不大。
广泛应用于功率扼流圈、并列式滤波器、开关电源变压器、开关电源电感、功率因素校正电路。
(二). 带绕铁芯1. 硅钢片铁芯硅钢片是一种合金,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。
但高频下损耗急剧增加,一般使用频率不超过400Hz。
从应用角度看,对硅钢的选择要考虑两方面的因素:磁性和成本。
对小型电机、电抗器和继电器,可选纯铁或低硅钢片;对于大型电机,可选高硅热轧硅钢片、单取向或无取向冷轧硅钢片;对变压器常选用单取向冷轧硅钢片。
在工频下使用时,常用带材的厚度为0.2~0.35毫米;在400Hz下使用时,常选0.1毫米厚度为宜。
厚度越薄,价格越高。
2. 坡莫合金坡莫合金常指铁镍系合金,镍含量在30~90%范围内。
是应用非常广泛的软磁合金。
通过适当的工艺,可以有效地控制磁性能,比如超过十万的初始磁导率、超过一百万的最大磁导率、低到千分之二奥斯特的矫顽力、接近1或接近零的矩形系数,具有面心立方晶体结构的坡莫合金具有很好的塑性,可以加工成1微米的超薄带及各种使用形态。
常用的合金有1J50、1J79、1J85等。
1J50的饱和磁感应强度比硅钢稍低一些,但磁导率比硅钢高几十倍,铁损也比硅钢低2~3倍。
做成较高频率(400~8000Hz)的变压器,空载电流小,适合制作100瓦以下小型较高频率变压器。
1J79具有好的综合性能,适用于高频低电压变压器,漏电保护开关铁芯、共模电感铁芯及电流互感器铁芯。
1J85的初始磁导率可达十万以上,适合于作弱信号的低频或高频输入输出变压器、共模电感及高精度电流互感器等。
3.非晶及纳米晶软磁合金(Amorphous and Nanocrystalline alloys)硅钢和坡莫合金软磁材料都是晶态材料,原子在三维空间做规则排列,形成周期性的点阵结构,存在着晶粒、晶界、位错、间隙原子、磁晶各向异性等缺陷,对软磁性能不利。
从磁性物理学上来说,原子不规则排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶态结构对获得优异软磁性能是十分理想的。
非晶态金属与合金是70年代问世的一个新型材料领域。
它的制备技术完全不同于传统的方法,而是采用了冷却速度大约为每秒一百万度的超急冷凝固技术,从钢液到薄带成品一次成型,比一般冷轧金属薄带制造工艺减少了许多中间工序,这种新工艺被人们称之为对传统冶金工艺的一项革命。
由于超急冷凝固,合金凝固时原子来不及有序排列结晶,得到的固态合金是长程无序结构,没有晶态合金的晶粒、晶界存在,称之为非晶合金,被称为是冶金材料学的一项革命。
这种非晶合金具有许多独特的性能,如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性,高的电阻率和机电耦合性能等。
由于它的性能优异、工艺简单,从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。
目前美、日、德国已具有完善的生产规模,并且大量的非晶合金产品逐渐取代硅钢和坡莫合金及铁氧体涌向市场。
我国自从70年代开始了非晶态合金的研究及开发工作,经过“六五”、“七五”、“八五”期间的重大科技攻关项目的完成,共取得科研成果134 项,国家发明奖2 项,获专利 16项,已有近百个合金品种。
钢铁研究总院现具有4条非晶合金带材生产线、一条非晶合金元器件铁芯生产线。
生产各种定型的铁基、铁镍基、钴基和纳米晶带材及铁芯,适用于逆变电源、开关电源、电源变压器、漏电保护器、电感器的铁芯元件,年产值近2000万元。
“九五”正在建立千吨级铁基非晶生产线,进入国际先进水平行列。
目前,非晶软磁合金所达到的最好单项性能水平为:初始磁导率 m0 = 14 ´ 104 钴基非晶最大磁导率 mm = 220 ´ 104 钴基非晶矫顽力 Hc = 0.001 Oe 钴基非晶矩形比 Br/Bs = 0.995 钴基非晶饱和磁化强度 4pMs = 18300 Gs 铁基非晶电阻率 r = 270 微欧厘米(1). 铁基非晶合金 (Fe-based amorphous alloys)铁基非晶合金是由80 % Fe 及20% Si,B类金属元素所构成,它具有高饱和磁感应强度( 1.54T〕,磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点,特别是铁损低(为取向硅钢片的1/3-1/5〕,代替硅钢做配电变压器可节能60-70%。
铁基非晶合金的带材厚度为0.03毫米左右,广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器、中频变压器及逆变器铁芯, 适合于10kHz以下频率使用。
(2).铁镍基钴基非晶合金 (Fe-Ni based-amorphous alloy)铁镍基非晶合金是由40%Ni、40%Fe及20%类金属元素所构成,它具有中等饱和磁感应强度〔0.8T〕、较高的初始磁导率和很高的最大磁导率以及高的机械强度和优良的韧性。
在中、低频率下具有低的铁损。
空气中热处理不发生氧化,经磁场退火后可得到很好的矩形回线。
价格比1J79 便宜30-50%。
铁镍基非晶合金的应用范围与中镍坡莫合金相对应, 但铁损和高的机械强度远比晶态合金优越;代替1J79,广泛用于漏电开关、精密电流互感器铁芯、磁屏蔽等。
铁镍基非晶合金是国内开发最早,也是目前国内非晶合金中应用量最大的非晶品种,年产量近200吨左右.空气中热处理不发生氧化铁镍基非晶合金(1K503〕获得国家发明专利和美国专利权。