飞磁磁性材料常用参数

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磁性材料基本参数课件

磁性材料基本参数课件

磁性参数与测量:磁损耗 (2)
1 损耗因子tanδ
气隙对损耗因子的影响 磁芯开制气隙后,可以增加磁场和温度的稳定性,损耗因 子有所下降 (tanδ)gap = tanδ·μe/μi 比损耗因子 ,与材料几何尺寸无关,表示小信号下材料 的损耗特性;
磁性参数与测量:磁损耗 (3)
2 品质因素 Q
磁性器件作滤波器的电感时,通常用品质因素Q来表示 它的质量; Q = 1/ tanδ Q与频率和绕组参数有关;
表示小信号下材料的损耗特性,由于磁 芯损耗引起信号相移; tanδ= Rs/ωLs Rs 磁芯及线圈损耗的等效电阻; Ls 装有磁芯的线圈的自感量;
tanδ称损耗因子,表示损耗功率与无 功功率的比值,其磁芯损耗包括磁滞损耗、涡流损 耗、剩余损耗即: tanδ= tanδn + tanδe + tanδr
磁性参数与测量:磁损耗 (4)
3 大信号下的功率损耗Pc
P = Ph + Pe + Pr (Ph、Pe、Pr表示磁滞、涡流、剩余损耗) 磁性材料在高磁通密度下的单位体积损耗。该磁通密 度通常表示为: Bm =E/4.44fNAe ×106(mT) 式中: Bm为磁通密度的峰值(mT) E为线圈两端的电压(V) f为频率(KHz),N为匝数 Ae为磁芯的有效面积(m2)
磁饱和性: B不会随H的增强而无限增强,H增大到 一定值时,B不能继续增强。 磁滞性和剩磁性 磁芯线圈中通过交变电流时,H的大 小和方向都会改变,铁心在交变磁场中反复磁化的过 程中,B的变化总是滞后于H的变化,这种现象称为磁 滞性;当H减为零时B并不为零。
磁性参数与测量:磁导率μ (1)
1 起始磁导率μ
起始磁化曲线
磁滞回线中H为 零时B并不为零 的现象说明铁 磁材料具有剩 磁性。

飞磁软磁铁氧体磁芯

飞磁软磁铁氧体磁芯

飞磁软磁铁氧体磁芯飞磁软磁铁氧体磁芯是一种重要的磁性材料,被广泛应用于电力电子和电子设备中。

它具有许多独特的特性,使其成为许多工业领域中的首选材料。

首先,飞磁软磁铁氧体磁芯具有极高的磁导率。

这意味着它能够轻松地吸收和释放磁场。

这对于电力变压器和电感器等设备至关重要,因为它们需要高效地转换电能。

高磁导率能够减少磁芯中的能量损失,提高设备的效率。

其次,飞磁软磁铁氧体磁芯具有出色的磁饱和特性。

磁饱和是指材料达到最大磁化强度的能力。

由于飞磁软磁铁氧体磁芯具有较高的磁饱和点,它能够在高磁场条件下保持稳定的磁化状态。

这使得该磁芯非常适合于需要处理高磁场的设备,如电力变压器和电机。

此外,飞磁软磁铁氧体磁芯还具有出色的磁滞特性。

磁滞是指材料在磁化和去磁化过程中可能产生的能量损失。

飞磁软磁铁氧体磁芯具有低磁滞损耗,这意味着它可以在电流变化较快的应用中保持较低的能量损失。

这对于提高设备的稳定性和可靠性非常重要。

而且,飞磁软磁铁氧体磁芯还具有良好的温度稳定性。

它可以在广泛的温度范围内保持其磁性能。

这使得它非常适用于高温环境下的应用,如电力电子设备和汽车电子设备。

飞磁软磁铁氧体磁芯的温度稳定性可以确保设备在各种工作条件下都能正常运行。

除了上述特性,飞磁软磁铁氧体磁芯还具有较低的成本和较简单的制备工艺。

这使得它在大规模生产中更加经济和可行。

它的广泛应用领域包括电力变压器、电感器、电感元件、磁性存储器等。

通过选用适当的材料和设计,飞磁软磁铁氧体磁芯可以实现更高的效率和更小的尺寸,为各种应用提供了更多的可能性。

总的来说,飞磁软磁铁氧体磁芯作为一种重要的磁性材料,在电子设备和电力电子领域发挥着关键作用。

它的特性包括高磁导率、出色的磁饱和特性、低磁滞损耗和良好的温度稳定性,使其成为许多应用中的理想选择。

在未来,随着技术的不断发展,飞磁软磁铁氧体磁芯有望进一步提高性能,为各种电子设备带来更高的效率和可靠性。

磁性材料的基本特性及分类参数

磁性材料的基本特性及分类参数
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。

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。
(3)铁硅铝粉芯(Kool MμCores)
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0,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。

常用磁性材料介绍

常用磁性材料介绍

常用磁性材料介绍◆钕铁硼介绍:诞生于八十年代初的第三代稀土永磁材料--钕铁硼,是当今世界上磁性的永磁材料,可分为烧结钕铁硼磁性材料和粘结钕铁硼磁性材料。

与烧结钕铁硼磁性材料相比,粘结钕铁硼磁性材料具有一次成形,多极取向的特点;主要应用于微电机上。

钕铁硼永磁体以其优异的性能、丰富的原料、合理的价格正得以迅猛的发展和广泛的应用。

其主要应用在微特电机、永磁仪表、电子工业、汽车工业、石油化工、核磁共振装置、音响器材、磁悬浮系统、磁性传动机构和磁疗设备等方面。

钕铁硼磁铁容易生锈、氧化,所以对钕铁硼磁铁,其表面通常需作电镀处理,如镀锌、镍、银、金等,也可以做磷化处理或喷环氧树脂来减慢其氧化速度。

钕铁硼的其他物理特性:Br 温度系数 -0.11%/°C密度 7.4g/cm3韦氏温度 600Hv拉伸温度 8.0kg/mm2比热 0.12k Cak(kg°C)弹性模量 1.6x1011N/m2横向变形系数 0.24居里温度 310-340°C电阻率144Ω.cm挠曲强度 25kg/mm2热膨胀系数 4x10-6/°C导热系数7.7cal/m.h.°C刚度 0.64N/m2压缩率 9.8x10-12m2/NiHc温度系数 -0.60%/°C磁铁的一般表面处理:镀锌、镍、锡、金、银、磷化处理、环氧树脂喷涂特性:钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的永磁材料。

钕铁硼具有极高的磁能积和矫力,同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用,从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。

材质特点:钕铁硼的优点是性价比高,具良好的机械特性;不足之处在于居里温度点低,温度特性差,且易于粉化腐蚀,必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进,才能达到实际应用的要求。

制造工艺:钕铁硼的制造采用粉末冶金工艺。

磁性材料基本要求

磁性材料基本要求

《磁性材料》基本要求一、熟练掌握基本概念:(1) 磁矩:磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积,μm =iS ,方向由右手定则确定,单位Am 2。

(2) 磁化强度(M ):定义单位体积磁性材料内磁矩的矢量和称为磁化强度,用M 表示,SI 单位为A/m 。

CGS 单位:emu/cm 3。

换算关系:1 ×103 A/m = emu/cm 3。

(3) 磁场强度(H ):单位强度的磁场对应于1Wb 强度的磁极受到1牛顿的力。

SI 单位是A ·m -1。

CGS 单位是奥斯特(Oe)。

换算关系:1 A/m =4π/ 103 Oe 。

(4) 磁化曲线:磁体从退磁状态开始到磁化饱和的过程中,磁感应强度B 、磁化强度M 与磁场强度H 之间的非线性关系曲线。

(5) 退磁曲线:磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线。

(6) 退磁场:当一个有限大小的样品被外磁场磁化时,在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反的磁场。

该磁场被称为退磁场。

退磁场的强度与磁体的形状及磁极的强度有关存在:Hd=-NM 。

(7) 饱和磁感应强度Bs(饱和磁通密度) :磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度。

SI 单位是特斯拉[T]或[Wb·m -2];CGS 单位是高斯(Gauss)。

换算关系:1 T = 104 G 。

(8) 磁导率:定义为磁感应强度与磁场强度之比μ=B/H,表示磁性材料传导和通过磁力线的能力.单位为亨利/米(H·m -1).(9) 起始磁导率:磁性体在磁中性状态下磁导率的极限值。

H B H i 00lim 1→=μμ (10) 磁化率定义为磁化强度与磁场强度之比:χ= M /H(11) 居里温度:即铁磁性材料(或亚磁性材料)由铁磁状态(或亚铁磁状态)转变为顺磁状态的临界温度,在此温度上,自发磁化强度为零。

(12) 磁各向异性:磁性材料在不同方向上具有不同磁性能的特性。

包括:磁晶各向异性,形状各向异性,感生各向异性和应力各向异性等。

磁性材料的静态磁参数

磁性材料的静态磁参数

磁性材料的静态磁参数磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数不计及磁化的时间效应,就是所谓的静态磁参数,或称直流磁参数。

若作用在材料样品上的外加磁化场强度H由零单调地增加,则被磁化的样品上的磁感应强度B也由零增加,两者构成的关系曲线就是起始磁化曲线。

若每增加一个磁场强度,强经反复换向而使样品的磁感应强度处在该状态下的稳定的数值上,实际性能测量时的这种反复换向的操作称为磁锻炼,这样得到的B和H之间的关系曲线就叫作基本磁化曲线,又称换向磁化曲线。

在很低的磁化场下,磁化是可逆的,即H减为零,B也退为零,它们之间呈线性关系,没有滞后现象。

这一低磁场的区域的大小随材料和材料的状态而异。

在此区域中,磁导率(即表示磁化难易程度的一个磁参数)为常数,通常定义该磁导率为初始磁导率μi: (1) 在较高磁化场强度下,磁化场强度减为零,磁感应强度不再退为零,而保留有一定的剩余磁感应强度。

在这个区域中测得的起始或基本磁化曲线上,过坐标原点O作直线与其相切,可得最大磁导率μm(图1)。

磁化场强度再增加,磁感应强度也有增加。

当磁化场强度到达饱和磁化场强度Hs时,对应此时的磁感应强度称技术饱和磁感应强度Bs,在工程技术上就简称为饱和磁感应强度。

此后,磁场强度再增大,磁感应强度虽有增加,但已与H成线性关系,这一阶段工程技术上用途不大。

若磁化场强度在+Hs和-Hs往返变化时,将形成通称的磁滞回线。

不同的磁化场强度对应有不同大小的磁滞回线。

并且,磁化场强度从+Hs开始减少到零再反向增大所对应的部分磁滞回线称回线的下降支;而从-Hs开始绝对值减少到零再正向增大所对应的部分磁滞回线称回线的上升支。

磁滞回线上对应于H=0的磁感应强度为剩磁Br,对应于B=0的反向磁化场强度为矫顽力Hc。

上面所说的对应饱和时的正常磁滞回线又称极限磁滞回线。

极限磁滞回线上的饱和磁感应强度Bs、剩余磁感应强度Br和矫顽力Hc,再加上基本磁化曲线上的初始磁导率μi和最大磁导率μm,对某一具体材料的样品来说,都是唯一的。

磁性材料的基本特性及分类参数

磁性材料的基本特性及分类参数

一.磁性材料的根本特性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到达一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值到达饱和后,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.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洁排列.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?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.初始磁导率小最大磁导率m、微分磁导率用、振幅磁导率阳、有效磁导率区、脉冲磁导率卬.居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,到达某一温度时,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Ph及涡流损耗PeP=Ph+Pe=af+bf2+cPef2t2/,p降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁1/14性材料的厚度t及提升材料的电阻率P.在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散〔mW〕/外表积〔cm2〕3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压〜电流特性.器件的电压〜电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关.设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系.设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料;合理确定磁芯的几何形状及尺寸;根据磁性参数要求,模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数.二、软磁材料的开展及种类4.软磁材料的开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,提升了变压器的效率,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开展,出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等.从40年代到60年代,是科学技术飞速开展的时期,雷达、电视播送、集成电路的创造等,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、自动限制、计算机等行业的开展,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一非晶态软磁合金.5.常用软磁磁芯的种类铁、钻、镇三种铁磁性元素是构成磁性材料的根本组元.按〔主要成分、磁性特点、结构特点〕制品形态分类:2/14〔1〕粉芯类:磁粉芯,包括:铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯〔HighFlu为、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.磁芯的有效磁导率区及电感的计算公式为:e=DL/4N2SX109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d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.铁粉芯初始磁导率随直流磁场强度的变化铁粉芯初始磁导率随频率的变化3/1422).坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主要有铝坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(HighFlux).MPP是由81%Nk2%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,最高的直流偏压水平;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(KoolMeores)铁硅铝粉芯由9%Ak5%Si,85%F的构成.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0,在不同的频率下工作时无噪声产生;比MPP有更高的DC偏压水平;具有最正确的性能价格比.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.3.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-ZnCu-ZnNi-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-ZnNi-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、ECETD形、方形(RM、EPPQ)、罐形(PC4/14RSDS〕及圆形等.在应用上很方便.由于软磁铁氧体不使用银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,因此本钱低,又由于是烧结物硬度大、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以下根本保持不变.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.分为三类根本材料:电信用根本材料、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10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4000〜5000Gs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;随温度提升、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,在纯铁中参加少量的硅〔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20000GS;由于它们具有较好的磁电性能,又易于大批生产,价格廉价,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DGa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5/14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400Hzo从应用角度看,对硅钢的选择要考虑两方面的因素:磁性和本钱.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银系合金,银含量在30〜90%范围内.是应用非常广泛的软磁合金.通过适当的工艺,可以有效地限制磁性能,比方超过105的初始磁导率、超过106的最大磁导率、低到2%.奥斯特的矫顽力、接近1或接近0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即的超薄带及各种使用形态.常用的合金有1J5.1J791J85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)勺变压器,空载电流小,适合制作100W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的初始磁导率可达十万105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(AmorphousandNanocrystallinealloy9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那么排列,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,原子不规那么排列、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6/14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工程的完成,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、铁银基、钻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,非晶软磁合金所到达的最好单项性能水平为:初始磁导率⑷=14X104钻基非晶最大磁导率叩=220X104钻基非晶矫顽力Hc=0.001Oe钻基非晶矩形比Br/Bs=0.995钻基非晶饱和磁化强度4KMs=18300Gs铁基非晶电阻率尸270区SCm常用的非晶合金的种类有:铁基、铁银基、钻基非晶合金以及铁基纳米晶合金.其国家牌号及性能特点见表及图所示,为便于比照,也列出晶态合金硅钢片、坡莫合金1J79及铁氧体的相应性能.这几类材料各有不同的特点,在不同的方面得到应用.牌号根本成分和特征:7/141K101Fe-Si-繇快淬软磁铁基合金1K102Fe-Si-B-凉快淬软磁铁基合金1K103Fe-Si-B-N添快淬软磁铁基合金1K104Fe-Si-B-NiM源快淬软磁铁基合金1K105Fe-Si-B-C双其他元素)系快淬软磁铁基合金1K106高频低损耗Fe-Si-B系快淬软磁铁基合金1K107高频低损耗Fe-Nb-Cu-Si-陈快淬软磁铁基纳米晶合金1K201高脉冲磁导率快淬软磁钻基合金1K202高剩磁比快淬软磁钻基合金1K203高磁感低损耗快淬软磁钻基合金1K204高频低损耗快淬软磁钻基合金1K205高起始磁导率快淬软磁钻基合金1K206淬态高磁导率软磁钻基合金1K501Fe-Ni-P-薛快淬软磁铁银基合金1K502Fe-Ni-V-Si-朦快淬软磁铁银基合金400Hz:硅钢铁芯非晶铁芯功率(W)4545铁芯损耗(W)2.41.3激磁功率(VA)6.11.3总重量(g)295276(1)铁基非晶合金(Fe-basedamorphousalloys)8/14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(1.54D,铁基非晶合金与硅钢的损耗比拟磁导率、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0.03mm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)铁银基、钻基非晶合金(Fe-Nibased-amorphousalloy)铁银基非晶合金是由40%Nk40%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廉价30—50%.铁银基非晶合金的应用范围与中银坡莫合金相对应,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.铁银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晶种,年产量近200吨左右.空气中热处理不发生氧化铁银基非晶合金(1K503)获得国家创造专利和美国专利权.(4)铁基纳米晶合金(Nanocrystallinealloy)铁基纳米晶合金是由铁元素为主,参加少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料,这种非晶态材料经热处理后可获得直径为10-20nm的微晶,弥散分布在非晶态的基体上,被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料.纳米晶材料具有优异的综合磁性能:高饱和磁感(1.2T)、高初始磁导率(8X104)低Hc(0.32A/M),高磁感下的高频损耗低(P0.5V20kHz=30W/kg),电阻率为80^Sm,比坡莫合金(50-60区Sm)高,经纵向或横向磁场处理,可得到高Br(0.9)或低Br值(1000Gs%是目前市场上综合性能最好的材料;适用频率范围:50Hz-100kHz最正确频率范围:20kHz-50kHz广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、电流互感器铁芯、漏电保护开关、共模电感铁芯.(三)常用软磁磁芯的特点比拟9/141.磁粉芯、铁氧体的特点比拟:MPP磁芯:使用安匝数<200,50Hz〜1kHz区已125〜500;1〜10kHz;125〜200;>100kHz:区?10〜125HF磁芯:使用安匝数<500,能使用在较大的电源上,在较大的磁场下不易被饱和,能保证电感的最小直流漂移,生:20〜125铁粉芯:使用安匝数>800,能在高的磁化场下不被饱和,能保证电感值最好的交直流叠加稳定性.在200kHz以内频率特性稳定;但高频损耗大,适合于10kHz以下使用.FeSiAlF磁芯:代替铁粉芯使用,使用频率可大于8kHzDC偏压水平介于MPP与HF之间.铁氧体:饱和磁密低〔5000Gs〕,DC偏压水平最小3.硅钢、坡莫合金、非晶合金的特点比拟:硅钢和FeSiAl材料具有高的饱和磁感应值Bs,但其有效磁导率值低,特别是在高频范围内;坡莫合金具有高初始磁导率、低矫顽力和损耗,磁性能稳定,但Bs不够高,频率大于20kHz时,损耗和有效磁导率不理想,价格较贵,加工和热处理复杂;钻基非晶合金具有高的磁导率、低Hc、在宽的频率范围内有低损耗,接近于零的饱和磁致伸缩系数,对应力不敏感,但是Bs值低,价格昂贵;铁基非晶合金具有高Bs值、价格不高,但有效磁导率值较低.纳米晶合金的磁导率、Hc值接近晶态高坡莫合金及钻基非晶,且饱和磁感Bs与中银坡莫合金相当,热处理工艺简单,是一种理想的廉价高性能软磁材料;虽然纳米晶合金的Bs值低于铁基非晶和硅钢,但其在高磁感下的高频损耗远低于它们,并具有更好的耐蚀性和磁稳定性.纳米晶合金与铁氧体相比,在低于50kHz时,在具有更低损耗的根底上具有高2至3倍的工作磁感,磁芯体积可小一倍以上.四、几种常用磁性器件中磁芯的选用及设计10/14开关电源中使用的磁性器件较多,其中常用的软磁器件有:作为开关电源核心器件的主变压器〔高频功率变压器〕、共模扼流圈、高频磁放大器、滤波阻流圈、尖峰信号抑制器等.不同的器件对材料的性能要求各不相同,如表所示为各种不同器件对磁性材料的性能要求.〔一〕、高频功率变压器变压器铁芯的大小取决于输出功率和温升等.变压器的设计公式如下:P=KfNBSIx10-6T=hePbWPW其中,P为电功率;K为与波形有关的系数;f为频率;N为匝数;S为铁芯面积;B为工作磁感;I为电流;T为温升;Pc为铁损;PW为铜损;hc和hW为由实验确定的系数.由以上公式可以看出:高的工作磁感B可以得到大的输出功率或减少体积重量.但B 值的增加受到材料的Bs值的限制.而频率f可以提升几个数量级,从而有可能使体积重量显著减小.而低的铁芯损耗可以降低温升,温升反过来又影响使用频率和工作磁感的选取.一般来说,开关电源对材料的主要要求是:尽量低的高频损耗、足够高的饱和磁感、高的磁导率、足够高的居里温度和好的温度稳定性,有些用途要求较高的矩形比,对应力等不敏感、稳定性好,价格低.单端式变压器由于铁芯工作在磁滞回线的第一象限,对材料磁性的要求有别于前述主变压器.它实际上是一只单端脉冲变压器,因而要求具有大的B=Bm-Br,即磁感Bm 和剩磁Br之差要大;同时要求高的脉冲磁导率.特别是对于单端反激式开关主变压器,或称储能变压器,要考虑储能要求.线圈储能的多少取决于两个因素:一个是材料的工作磁感Bm值或电感量L,另一个是工作磁场Hm或工作电流I,储能W=1/2LI2.这就要求材料有足够高的Bs值和适宜的磁导率,常为宽恒导磁材料.对于工作在士Bm^间的变压器来说,要求其磁滞回线的面积,特别是在高频下的回线面积要小,同时为降低空载损耗、减小励磁电流,应有高磁导率,最适宜的为封闭式环形铁芯,其磁滞回线见图所示,这种铁芯用于双端或全桥式工作状态的器件中.通常,金属晶态材料要降低高频下的铁损是不容易的,而对于非晶合金来说,它们由于不11/14存在磁晶各向异性、金属夹杂物和晶界等,此外它不存在长程有序的原子排列,其电阻率比一般的晶态合金高2—3倍,加之快冷方法一次形成厚度15-30微米的非晶薄带,特别适用于高频功率输出变压器.已广泛应用于逆变弧焊电源、单端脉冲变压器、高频加热电源、不停电电源、功率变压器、通讯电源、开关电源变压器和高能加速器等铁芯,在频率20—50kHz、功率50kW以下,是变压器最正确磁芯材料.近年来开展起来的新型逆变弧焊电源单端脉冲变压器,具有高频大功率的特点,因此要求变压器铁芯材料具有低的高频损耗、高的饱和磁感Bs和低的Br以获得大的工作磁感B,使焊机体积和重量减小.常用的用于高频弧焊电源的铁芯材料为铁氧体,虽然由于其电阻率高而具有低的高频损耗,但其温度稳定性较差,工作磁感较低,变压器体积和重量较大,已不能满足新型弧焊机的要求.采用纳米晶环形铁芯后,由于其具有高的Bs值〔Bs>1.2T〕,高的田值〔田〕0.7T〕,很高的脉冲磁导率和低的损耗,频率可达100kHz可使铁芯的体积和重量大为减小.近年来逆变焊机已应用纳米晶铁芯达几万只,用户反映用纳米晶变压器铁芯再配以非晶高频电感制成的焊机,不仅体积小、重量轻、便于携带,而且电弧稳定、飞溅小、动态特性好、效率高及可靠性高.这种环形纳米晶铁芯还可用于中高频加热电源、脉冲变压器、不停电电源、功率变压器、开关电源变压器和高能加速器等装置中.可根据开关电源的频率选用磁芯材料.环形纳米晶铁芯具有很多优点,但它也有绕线困难的不利因素.为了在匝数较多时绕线方便,可选用高频大功率C型非晶纳米晶铁芯.采用低应力粘结剂固化及新的切割工艺制成的非晶纳米晶合金C型铁芯的性能明显优于硅钢C型铁芯.目前这种铁芯已批量用于逆变焊机和切割机等.逆变焊机主变压器铁芯和电抗器铁芯系列有:120A、160A、200A、250A、315A、400A、500A、630A系列.〔二〕、脉冲变压器铁芯脉冲变压器是用来传输脉冲的变压器.当一系列脉冲持续时间为td〔⑹、脉冲幅值电压为Um〔V〕的单极性脉冲电压加到匝数为N的脉冲变压器绕组上时,在每一个脉冲结束时,铁芯中的磁感应强度增量田〔T历:缶=Umtd/NScX10-其中Sc为铁芯的有效截面积〔cm2〕.12/14即磁感应强度增量出与脉冲电压的面积〔伏秒乘积〕成正比.对输出单向脉冲时,ZB=Bm-Br如果在脉冲变压器铁芯上加去磁绕组时,出=Bm+Br在脉冲状态下,由动态脉冲磁滞回线的田与相应的由p之比为脉冲磁导率卬.理想的脉冲波形是指矩形脉冲波,由于电路的参数影响,实际的脉冲波形与矩形脉冲有所差异,经常会发生畸变.比方脉冲前沿的上升时间tr与脉冲变压器的漏电感Ls、绕组和结构零件导致的分布电容Cs成比例,脉冲顶降入与励磁电感Lm成反比,另外涡流损耗因素也会影响输出的脉冲波形.脉冲变压器的漏电感Ls=邻N21lm/h脉冲变压器的初级励磁电感Lm=4区pScN2/lx10-9涡流损耗Pe=Umd2tdIF/12N21ScB为与绕组结构型式有关的系数,lm为绕组线圈的平均匝长,h为绕组线圈的宽度,N1为初级绕组匝数,l为铁芯的平均磁路长度,Sc为铁芯的截面积,中为铁芯的脉冲磁导率,p为铁芯材料的电阻率,d为铁芯材料的厚度,F为脉冲重复频率.从以上公式可以看出,在给定的匝数和铁芯截面积时,脉冲宽度愈大,要求铁芯材料的磁感应强度的变化量田也越大;在脉冲宽度给定时,提升铁芯材料的磁感应强度变化量田,可以大大减少脉冲变压器铁芯的截面积和磁化绕组的匝数,即可缩小脉冲变压器的体积.要减小脉冲波形前沿的失真,应尽量减小脉冲变压器的漏电感和分布电容,为此需使脉冲变压器的绕组匝数尽可能的少,这就要求使用具有较高脉冲磁导率的材料.为减小顶降,要尽可能的提升初级励磁电感量Lm,这就要求铁芯材料具有较高的脉冲磁导率中.为减小涡流损耗,应选用电阻率高、厚度尽量薄的软磁带材作为铁芯材料,尤其是对重复频率高、脉冲宽度大的脉冲变压器更是如此.脉冲变压器对铁芯材料的要求为:①高饱和磁感应强度Bs值;②高的脉冲磁导率,能用较小的铁芯尺寸获得足够大的励磁电感;13/14③大功率单极性脉冲变压器要求铁芯具有大的磁感应强度增量田,使用低剩磁感应材料;当采用附加直流偏磁时,要求铁芯具有高矩形比,小矫顽力。

磁性材料基本参数详解[1]

磁性材料基本参数详解[1]

磁性材料基本参数详解磁性是物质的基本属性之一,磁性现象与各种形式的电荷的运动相关联,物质内部电子的运动和自旋会产生一定大小的磁矩,因而产生磁性。

自然界物质按其磁性的不同可分为:顺磁性物质、抗磁性物质、铁磁性物、反铁磁性物质以及亚铁磁性物质,其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质,通常将这两类物质统称为 “ 磁性材料” 。

铁氧体颗粒料: 是已经过配料、混合、预烧、粉碎和造粒等工序,可以直接用于成形加工的铁氧体料粒。

顾客使用该料可直接压制成毛坯,经烧结、磨削后即可制成所需磁芯。

本公司生产并销售高品质的铁氧体颗粒料,品种包括功率铁氧体 JK 系列和高磁导率铁氧体 JL 系列。

锰锌铁氧体: 主要分为高稳定性、高功率、高导铁氧体材料。

它是以氧化铁、氧化锌为主要成分的复合氧化物。

其工作频率在1kHz 至10MHz 之间。

主要用着开关电源的主变压器用磁芯 . 。

随着射频通讯的迅猛发展,高电阻率、高居里温度、低温度系数、低损耗、高频特性好(高电阻率ρ、低损耗角正切 tg δ)的镍锌铁氧体得到重用,我司生产的 Ni-Zn 系列磁芯,其初始磁导率可由 10 到 2500 ,使用频率由 1KHz 到 100MHz 。

但主要应用于 1MHz 以上的频段、磁导率范围在 7-1300 之间的 EMC 领域、谐振电路以及超高频功率电路中。

磁粉芯: 磁环按材料分为五大类:即铁粉芯、铁镍钼、铁镍 50 、铁硅铝、羰基铁。

使用频率可达100KHZ ,甚至更高。

但最适合于10KHZ 以下使用。

磁场强度 H :磁场 “ 是传递运动电荷或者电流之间相互作用的物理物 ” 。

它可以由运动电荷或者电流产生,同时场中其它运动或者电流发生力的作用。

均匀磁场中,作用在单位长磁路的磁势叫磁场强度,用 H 表示;使一个物体产生磁力线的原动力叫磁势,用 F 表示:H=NI/L, F = N I H 单位为安培 / 米( A/m ),即 : 奥斯特 Oe ; N 为匝数; I 为电流,单位安培( A ),磁路长度 L 单位为米( m )。

磁相关名词和参数参考资料

磁相关名词和参数参考资料

参考资料1、磁场电流产生磁场,在螺线管中,或在磁路中电流的产生的磁场为:在这一个表式中,采用国际单位制,H 单位为安培/米(A/m ),N 为匝数,I 为电流,单位安培(A ),l 为螺线管或磁路长度,单位为米(m )。

在磁芯中,加正弦波电流,可用有效磁路长度le 来计算磁场强度:2、磁通密度、磁极化强度、磁化强度在磁性材料中,加强磁场H时,引起磁通密度变化,其表现为: B=µ0 H + J 或 B=µ0 (H +M)B 为磁通密度,亦称磁感应强度,J 称磁极化强度,M 称磁化强度,µ0 为真空磁导率,其值为4π×10-7亨利/米(H/m )。

B 、J 单位特斯拉,H 、 M 单位为A/m ,1T =104Gs 。

在磁芯中可用有效面积Ae 来计算磁通密度:电压单位伏特(V ),频率单位Hz ,N 为匝数,B 单位(T ),Ae 单位为m 2。

3、饱和磁通密度、剩余磁化强度、矫顽力B 和H 的关系除在真空中和在磁性材料中小磁化场下具有线性关系外,一般具有非线性关系,即具有所谓磁滞回线性质:H=NI l正弦波为: B =0.225V fNAe主要概念与定义lOe= ≈ 79.58A/m1×1034πH= (A/m)√2 INle ∧∧B s 为饱和磁化强度,Br 为剩余磁化强度,Hc 为矫顽力。

H s 为饱和磁化场,不同磁性材料产,磁滞回线表现形式不一样,B s 、B r 、H c 、H s 都不一样。

4、磁导率1) 称绝对磁导率,是有量纲的。

2) ,µr 称相对磁导率,是无量纲的,是一个数值。

我们平常用的大都是相对磁导率,且把脚标 r 省去。

3) 称初始磁导率,它与温度、频率有关。

测量时在一定温度、一定频率、很低的磁通密度(或很小的磁场)、闭合磁路中进行。

在实际测量中,规定:磁化场H 所产生的磁通密度应小于1mT ,一般B 为0.1mT ,但亦有许多特殊情况中,应加以注意。

磁性材料资料

磁性材料资料

磁性材料资料Mn-Zn功率铁氧体
材料特性
产品型号:EE型、EI型、EER型、EIR型等可生产各种尺寸的磁芯Mn-Zn高磁导率铁氧体
材料特性
产品型号:RM型、EP型、T型等可生产各种尺寸的磁芯
Ni-Zn系列产品
材料特性
Ni-Zn主要产品
∙各种规格的棒形磁芯(R Core)、工形磁芯(DR Core)。

∙各种规格的EMI磁芯,能有效抑制5~1000MHz各种干扰信号。

产品系列有:磁珠、磁环(T Core)、管状磁芯(RH Core)、双孔磁芯(RID、R2H)、多孔磁芯(R4H、R6H)和多孔板磁芯,主要用于计算机、办公设备、通讯设备及
各种电子仪器设备中。

∙BP机天线磁芯:现有7×12×20(mm)等规格软磁天线磁芯,技术指标达到MOTOROLA同类产品性能,是替代同类进口产品的最佳选择。

【精品】磁性材料参数

【精品】磁性材料参数

1、什么是永磁材料的磁性能,它包括哪些指标?永磁材料的主要磁性能指标是:剩磁(Jr,Br)、矫顽力(bHc)、内禀矫顽力(jHc)、磁能积(BH)m.我们通常所说的永磁材料的磁性能,指的就是这四项。

永磁材料的其它磁性能指标还有:居里温度(Tc)、可工作温度(Tw)、剩磁及内禀矫顽力的温度系数(Brθ,jHcθ)、回复导磁率(μrec.)、退磁曲线方形度(Hk/jHc)、高温减磁性能以及磁性能的均一性等。

除磁性能外,永磁材料的物理性能还包括密度、电导率、热导率、热膨胀系数等;机械性能则包括维氏硬度、抗压(拉)强度、冲击韧性等。

此外,永磁材料的性能指标中还有重要的一项,就是表面状态及其耐腐蚀性能。

2、什么叫磁场强度(H)?1820年,丹麦科学家奥斯特(H。

C。

Oersted)发现通有电流的导线可以使其附近的磁针发生偏转,从而揭示了电与磁的基本关系,诞生了电磁学。

实践表明:通有电流的无限长导线在其周围所产生的磁场强弱与电流的大小成正比,与离开导线的距离成反比。

定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线1/2π米远处的磁场强度为1A/m(安/米,国际单位制SI);在CGS单位制(厘米—克—秒)中,为纪念奥斯特对电磁学的贡献,定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线0.2厘米远处磁场强度为1Oe(奥斯特),1Oe=1/(4π×10?)A/m。

磁场强度通常用H表示.3、什么叫磁感应强度(B),什么叫磁通密度(B),B与H,J,M之间存在什么样的关系?理论与实践均表明,对任何介质施加一磁场H时(该磁场可由外部电流或外部永磁体提供,亦可由永磁体对永磁介质本身提供,由永磁体对永磁介质本身提供的磁场又称退磁场—-—关于退磁场的概念,见9Q),介质内部的磁场强度并不等于H,而是表现为H与介质的磁极化强度J之和.由于介质内部的磁场强度是由磁场H通过介质的感应而表现出来的,为与H区别,称之为介质的磁感应强度,记为B:B=μ0H+J(SI单位制)(1—1)B=H+4πM(CGS单位制)磁感应强度B的单位为T,CGS单位为Gs(1T=104Gs)。

磁性材料的基本特性及分类参数

磁性材料的基本特性及分类参数

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。

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。

损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;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。

在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压~电流特性。

器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。

设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。

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材料标识µi(±20%)µa(±25%)B(25o C)B(100o C)Br(25o C)Br(100o C)Pv(≤)ρ(Ωm)Tc(≥o C)3B19003802300.2150 3B46380054543510255 3B723004403201170 3C1143003902301125 3C302100500050044080/80/4502240 3C342100650050044060/4005240 3C81270055004503601851210 3C902300550047038080/80/4505220 3C913000550047037040/3005220 3C9215005000540460/40050/3505280 3C9318005000520430/36050/350/3005240 3C942300550047038050/3505220 3C9530005000530410350/2905215 3C962000550050044040/300/2505240 3D37503803102200 3E2560003902200.5125 3E2670004303000.5155 3E2760004302700.5150 3E2840004402801145 3E5100003802300.5125 3E55100003702200.1100 3E6120003902200.1130 3E7150003902200.1130 3E8180003802100.1100 3E9200003802100.1100 3F32000400044037080/1502200 3F351400240050042060/90/70010240 3F49001700410350130/22010220 3F45900170042037080/300/15010300 3F56501000380340100/90010300 3H320003602702160 3R18004103403102201000230 3S140004002301125 3S335032027010000225 3S417003201701000110 3S5380054543510255 4A11850340230100000125 4A151200350230100000125 4A202000260150100000100 4B1250360310100000250 4B2250360310100000335 4B3300420350100000250 4C65125380340100000350 4D260250230100000400 4E115220210100000500 4E225350310100000400 4F180300320260200/200100000260 4M2140310270100000200 4S2850340230100000125 4S3250360310100000250 4S602000260150100000100 8C111200310210100000125 8C12900260180100000125工作频率MHz密度densit tanδ/µi (10−6)ηB(10−6)DF(10-6)αF(10-6)Hc(25o C)Hc(100o C)Z(1)10-10048005048000.6、1.60.12 4.4、2.20.148005、25、120 4.5(0±0.6)490020、2000.248000.348000.248000.248000.348000.248000.548000.348000.548000.4480010、300.2-2470010、30180012(1.5±1)490025、22049002048001548005490025、751000500010、30200490010、301000490010、301000500010、301000500010、5010000.2-0.747500.5-147501-247001-248002-447500.2470016、2.56003(0.7±0.3)4700522330490030、6030-1000480025、60、10010-300480025、60、80、90 3048020、4030-10005100100、100010-3005100300、150010-300500030-1000460090、3004600300’-5、4.5105000450080、1304200100、6003700300、35010040004-10460010500030-1000500050、9030-1000460010/40/200/25 10005000151000.25100备注Medium permeability MnZn ferrite for use in wideband EMI-suppression (10 - 100 MHz) as well as RF tuning,wi A medium permeability material with high saturation flux density. This material is suitable as linear filte A low frequency filter material optimized for frequencies up to 0.1 MHz.A medium permeability material mainly for use in current compensated chokes in EMI-suppression filtersA low frequency, high Bsat power material optimized for use in line output transformers at frequencies up t A medium frequency, high Bsat power material optimized for use in line output transformers at frequencies u A low frequency power material with minimum power losses around 60 °C for use in power and general purpose A low frequency power material for use in power and general purpose transformers at frequencies up to 0.2 M A medium frequency power material with minimum power losses around 60 °C for use in power and general purp A low frequency, high Bsat power material for use in power inductors at frequencies up to 0.2 MHz.A low to medium frequency power material with minimum power losses around 140 °C for use in power transfor A low frequency power material for use in power and general purpose transformers at frequencies up to 0.3 M A low to medium frequency power material with low power losses from 25 to 100 °C for use in power transfor A low to medium frequency power material for use in power and general purpose transformers at frequencies u A medium frequency filter and tuning material optimized for frequencies from 0.2 up to 2 MHz.A medium permeability material mainly for use in current compensated chokes in EMI-suppression filtersA medium permeability material mainly for use in current compensated chokes in EMI-suppression filters.A medium permeability material with low losses and a relatively high Tc optimized for use in wideband trans A medium permeability material optimized for use in wideband LAN transformers with a high DC-bias current o A high permeability material optimized for use in wideband transformers as well as EMI-suppression filters.A high permeability material optimized for a very low Total Harmonic Distortion factor (THD/µa) over the fu A high permeability material optimized for use in wideband transformers as well as EMI-suppression filters.A high permeability material optimized for use in wideband transformers where small size or a low number of A high permeability material optimized for use in wideband transformers and delay lines where small size or A high permeability material optimized for small toroids used in miniaturized wideband transformers and del A medium frequency power material for use in power and general purpose transformers at frequencies of 0.2 -A medium to high frequency power material for use in power and general purpose transformers at frequencies A high frequency power material for use in power and general purpose transformers at frequencies of 1 - 2 M A high frequency power material for use in power and general purpose transformers at frequencies of 1 - 2 M A very high frequency power material for use in power and general purpose transformers optimized for freque A low frequency filter material optimized for frequencies up to 0.2 MHz.MnZn ferrite with a nearly rectangular hysteresis loop for use in magnetic regulators/ampA low frequency EMI-suppression material specified on impedance and optimized for frequenThis wideband EMI-suppression material is specified on impedance and optimized for frequencies from 30 to 1 Wideband EMI-suppression material specified on impedance and optimized for frequencies from 10 to 300 MHz.A low frequency EMI-suppression material specified on impedance and optimized for frequencies up to 30 MHz Medium permeability NiZn ferrite for use in wideband EMI-suppression (30 - 1000 MHz) as well as RF wideband High permeability NiZn ferrite for use in wideband EMI-suppression (10 - 300 MHz) as well as RF wideband an High permeability NiZn ferrite for use in wideband EMI-suppression (10 - 300 MHz) as well as RF wideband an Medium permeability NiZn ferrite for use in wideband EMI-suppression (30 - 1000 MHz) as well as RF tuning, Medium permeability NiZn ferrite for use in RF tuning, especially antenna rods in RFID transponders in auto Medium permeability specialty NiZn ferrite only used in large toroids and machined products mainly for scie Low permeability NiZn ferrite for use in RF tuning, wideband and balun transformers.Low permeability NiZn ferrite for use in RF tuning, wideband and balun transformers.Low permeability NiZn ferrite for use in RF tuning, wideband and balun transformers.Low permeability specialty NiZn ferrite only used in large toroids and machined productsA very high frequency NiZn power material for use in power and general purpose transformeLow permeability specialty NiZn ferrite only used in large toroids and machined products mainly for scienti Wideband EMI-suppression material specified on impedance and optimized for frequencies from 30 to 1000 MHz. Wideband EMI-suppression material specified on impedance and optimized for frequencies from 30 to 1000 MHz. High permeability specialty NiZn ferrite only used in absorber tiles for anechoic chambers operating at fre High permeability specialty NiZn ferrite only used in large toroids and machined products mainly for scient High permeability specialty NiZn ferrite only used in large toroids and machined products mainly for scientas well as RF tuning,wideband and balun transformers.rial is suitable as linear filter choke with dc bias current, over a broad temperature range. It has been specifically in EMI-suppression filterstransformers at frequencies up to 0.2 MHz.ut transformers at frequencies up to 0.3 MHz.use in power and general purpose transformers at frequencies up to 0.2 MHz.rmers at frequencies up to 0.2 MHz.or use in power and general purpose transformers at frequencies up to 0.3 MHz.quencies up to 0.2 MHz.40 °C for use in power transformers at frequencies up to 0.5 MHz.rmers at frequencies up to 0.3 MHz.00 °C for use in power transformers at frequencies up to 0.5 MHz. Especially suited for broad temperature range applic se transformers at frequencies up to 0.4 MHz.m 0.2 up to 2 MHz.in EMI-suppression filtersin EMI-suppression filters.imized for use in wideband transformers as well as EMI-suppression filters.rs with a high DC-bias current over a wide temperature range.well as EMI-suppression filters.tion factor (THD/µa) over the full operating temperature range of DSL wideband transformers.ression filters.re small size or a low number of turns are important design parameters.delay lines where small size or a low number of turns are important design parameters.ed wideband transformers and delay lines.sformers at frequencies of 0.2 - 0.5 MHz.ose transformers at frequencies of 0.5 - 1 MHz.ormers at frequencies of 1 - 2 MHz.ormers at frequencies of 1 - 2 MHz.ransformers optimized for frequencies of 2 - 4 MHz.s/amplifiers.equencies up to 30 MHz.zed for frequencies from 30 to 1000 MHz in applications with high bias currents at elevated temperatures (e.g. rods for frequencies from 10 to 300 MHz.ed for frequencies up to 30 MHz in applications with high bias currents at elevated temperatures (e.g. automotive and i 1000 MHz) as well as RF wideband and balun transformers.0 MHz) as well as RF wideband and balun transformers.0 MHz) as well as RF wideband and balun transformers.1000 MHz) as well as RF tuning, wideband and balun transformers.ods in RFID transponders in automotive applications, and wideband and balun transformers.achined products mainly for scientific particle accelerators operating at frequencies < 10 MHz.ucts mainly for scientific particle accelerators operating at frequencies up to 100 MHz.formers optimized for frequencies of 4 - 10 MHz.ined products mainly for scientific particle accelerators operating at frequencies up to 10 MHz.frequencies from 30 to 1000 MHz.frequencies from 30 to 1000 MHz.echoic chambers operating at frequencies up to 1000 MHz.hined products mainly for scientific particle accelerators operating at frequencies up to 1 MHz.hined products mainly for scientific particle accelerators operating at frequencies up to 2 MHz.specifically designed for use in POTS-splitters for DSL applications。

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