非晶态软磁材料的损耗分析
软磁材料高频磁化特性和损耗特性分析
软磁材料高频磁化特性和损耗特性分析摘要：目前，我国的发展十分迅速，磁芯材料的工作磁通密度和损耗是决定高频变压器的体积和效率的关键。
现测量分析了4种典型的软磁材料---硅钢、铁氧体、非晶和纳米晶在宽频范围内的磁化特性和损耗特性，为变压器磁芯材料的选型提供了依据。
结果表明，纳米晶的饱和磁感应强度仅次于硅钢，高于非晶和铁氧体。
纳米晶的磁导率远大于其他材料，而且宽频特性更加平稳，高频下损耗远小于其他材料。
关键词：高频变压器；磁芯；软磁材料；磁化特性；损耗特性引言软磁复合材料，又称磁粉芯，由软磁金属经过制粉、绝缘处理、粘结、压制、热处理制备而成，广泛应用于能源、信息、交通、国防等领域，是国民经济与国防建设的关键基础材料。
软磁复合材料结合了金属和铁氧体软磁材料的优势，其电阻率较软磁金属大幅提高，能有效降低涡流损耗，且比软磁铁氧体具有更高的饱和磁化强度，更能满足电力电子器件小型化、集成化的要求。
软磁复合材料可压制成环形、E型、U型等各种复杂形状，实现元器件一体化生产。
因此，软磁复合材料已成为发展与应用增长速度最快的磁性材料，用于生产各类电感器、滤波器、扼流圈和变压器等电力电子关键元器件。
现代信息技术及电力电子行业的高速发展，在有力促进软磁复合材料发展的同时，也对软磁复合材料的磁性能和功率损耗提出了更高的要求。
国际上对软磁复合材料的研究，一直主要围绕两条主线展开，即研发具有特定性能的软磁合金体系以满足不同应用场合的需求，以及创新绝缘包覆工艺，降低高频损耗。
1软磁材料的磁化特性软磁材料的饱和磁感应强度表达了该材料中最大能够导通的磁通密度。
材料具有高饱和磁感可以减小软磁材料用量，有利于降低磁性器件的铁损，并节约其他材料，如线圈铜导线等，减小设备体积。
磁导率是反映磁性材料激磁能力的重要指标。
软磁材料的磁导率一般会随着频率发生变化，为了保证高频设备工作在最佳频点，对4种软磁材料的磁导率随着频率变化情况进行了测量。
图1分别为4种软磁材料的相对磁导率随频率和磁感应强度变化的曲线。
非晶软磁材料的退火处理
非晶软磁材料的退火处理Amorphous soft magnetic materials are widely used in various applications such as transformers, inductors, and magnetic shielding due to their excellent magnetic properties. 非晶软磁材料因其优秀的磁性能，在变压器、电感器和磁屏蔽等各种应用中被广泛使用。
However, the properties of these materials can be enhanced through annealing processes. 但是，通过退火处理，这些材料的性能可以得到提升。
Annealing involves heating the material to a specific temperature and then allowing it to cool slowly in order to relieve internal stresses and soften the material. 退火涉及将材料加热到特定温度，然后让它慢慢冷却，以释放内部应力并软化材料。
One of the key benefits of annealing amorphous soft magnetic materials is the reduction of power loss. 通过退火非晶软磁材料的一个关键好处是减少功率损耗。
During the annealing process, the magnetic domains in the material become more aligned, leading to a reduction in eddy current losses and hysteresis losses. 在退火过程中，材料中的磁畴更加排列整齐，从而减少涡流损耗和磁滞损耗。
软磁材料的损耗(一)
软磁材料的损耗(一)铁氧体磁性材料处在随时间变化的磁场中，材料所吸收的并以热形式耗散的能量，称为磁性材料的损耗。
在低磁通密度下，铁氧体磁性材料的损耗可用损耗角正切 tgò来表示：(1-13)式中。
Rs＝仅由磁芯引起的测量线圈的串联电阻(Ω)Ls =带磁芯线圈的串联电感(H)f = 频率(Hz) tgò损耗角正切的倒数，称为品质因数，用 Q 表示(1-14)众所周知，铁氧体磁性材料的总损耗包括涡流损耗tgòe，磁滞损耗 tg òh 以及剩余损耗 tgòr，即：tgò=tgòe+tgòh+tgòr (1-15)涡流损耗与材料电阻率，磁芯尺寸及使用频率有关，并可由下面近似公式表示：(1-16)式中，ρ= 材料的电阻率，d = 磁芯尺寸，β=系数。
对厚度为 d 的薄片，β=6；对直径为 d 的园柱体，β=16。
在弱磁场条件下，由磁滞现象引起的损耗角正切由下式表示：tgòh=ηBμeB (1-17)式中，ηB = 材料磁滞常数(T1)B = 测量时磁芯中磁感应强度的峰值(T)μe = 磁芯的有效磁导率。
总损耗减去涡流损耗和磁滞损耗的差值，称为剩余损耗。
在低频弱磁场条件下，因为频率低，涡流损耗可以忽略，且弱磁场下磁滞损耗很小，所以实际测量磁芯损耗角正切实质上主要是剩余损耗值。
当磁芯中有气隙存在时，磁芯损耗因子与有效磁导率μe 有关。
在低磁通密度时，只要漏磁通可忽略，比损耗与气隙长度无关，即：(1-18)因此，常用损耗角正切与相对磁导率之比，来表征磁性材料的优值，有时也用μ·Q 乘积来表示，因为tgò/μ=1/μＱ。
对于开路状态使用的磁芯（如棒形磁芯、螺纹磁场芯等），磁芯损耗用表观品质因数 Qapp 来表示：(1-19)式中，Qe = 有磁芯线圈的品质因数；Q0 = 无磁芯线圈的品质因数；损耗的出现导致磁导率的下降。
非晶、纳米晶软磁合金磁芯介绍
非晶、纳米晶软磁合金磁芯介绍1、讲授人：朱正吼,非晶、纳米晶软磁合金磁芯介绍,非晶及纳米晶软磁合金,牌号和基本成分铁基非晶合金铁镍基非晶合金铁基纳米晶合金非晶及纳米晶软磁合金磁芯非晶及纳米晶磁芯应用汇总销售---思索,,牌号和基本成分,,铁基非晶合金,组成：80%Fe、20%Si,B 类金属元素性能：1.高饱和磁感应强度〔1.54T〕；2.与硅钢片的损耗比较：磁导率、激磁电流和铁损等都优于硅钢片。
特殊是铁损低〔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％。
应用：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2、下频率使用。
,,铁镍基非晶合金,组成：40%Ni、40%Fe及20%类金属元素性能：1.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。
2.在中、低频率下具有低的铁损。
3.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。
应用：广泛用于漏电开关、精密电流互感器铁芯、磁屏蔽等。
,,铁基纳米晶合金,组成：铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金，经快速凝固工艺形成一种非晶态材料。
热处理后获得直径为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。
性能：具有优异3、的综合磁性能，高饱和磁感、高初始磁导率、低Hc，高磁感下的高频损耗低，电阻率比坡莫合金高。
经纵向或横向磁场处理，可得到高Br或低Br值。
是目前市场上综合性能最好的材料。
应用：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、漏电爱护开关、共模电感铁芯。
,,非晶及纳米晶软磁合金磁芯,磁放大器磁芯滤波电感磁芯高频大功率磁芯恒电感磁芯电流互感器磁芯实例1：磁芯在开关电源中使用实例2：非晶磁芯在LED灯具上应用,,磁放大器磁芯,什么是磁放大器性能特点应用范围计算机ATX电源和通讯开关电源,,性能特点,,应用范围4、,磁放大器能使开关电源得到精确的掌握，从而提高了其稳定性。
非晶软磁材料的高频磁阻抗效应及其在磁传感技术中的应用
非晶软磁材料的高频磁阻抗效应及其在磁传感技术中的应用非晶软磁材料的高频磁阻抗效应及其在磁传感技术中的应用近年来，非晶软磁材料因其出色的高频磁阻抗效应而备受关注。
非晶软磁材料具有许多优秀的特性，如高磁导率、低磁化消散和低磁化阻尼，使其成为磁传感技术中的重要角色。
本文将重点探讨非晶软磁材料的高频磁阻抗效应以及其在磁传感技术中的应用。
非晶软磁材料的高频磁阻抗效应源于其特殊的微观结构。
与传统的晶态软磁材料相比，非晶软磁材料的原子排列更加无序，形成了非晶结构。
这种非晶结构使得非晶软磁材料在高频范围内表现出较低的磁化损耗和较高的磁导率。
高磁导率意味着非晶软磁材料能够更有效地传输磁场，而低磁化损耗则意味着在高频应用下，其能够减少磁能的损失。
这些特性使得非晶软磁材料在高频电磁场中表现出优异的性能。
非晶软磁材料在磁传感技术中得到广泛应用。
在磁传感器中，非晶软磁材料可用于制造高灵敏度的磁场传感器。
传统的磁场传感器使用晶态软磁材料，其存在着较高的磁化损耗和较低的灵敏度。
而非晶软磁材料具有低磁化损耗和高磁导率的特点，使得制造出来的磁感应强度传感器更为精确和可靠。
这种高灵敏度的磁场传感器，广泛用于物理、电子等领域中测量磁场的应用。
此外，非晶软磁材料还可以用于制造高频变压器和磁性开关。
高频变压器是现代电子设备中必不可少的元件，用于提供稳定的电源和精确的信号传输。
非晶软磁材料在高频范围内表现出了卓越的磁导率和低磁化损耗，使得其成为制造高效率和低能耗的高频变压器的理想材料。
与传统的变压器相比，采用非晶软磁材料制造的高频变压器体积更小、能效更高，能够满足现代电子设备对体积和能源的要求。
除了高频变压器，非晶软磁材料还可用于制造磁性开关。
磁性开关通过控制磁场的变化来实现开关的通断，从而实现电路的控制和保护。
非晶软磁材料具有低磁化消散和较高的磁导率，能够更有效地控制磁场的变化，并提供可靠的开关功能。
基于非晶软磁材料制造的磁性开关具有体积小、品质因数高、响应速度快的特点，广泛应用于电力系统和电子设备中。
非晶合金材料2605sa1磁化曲线和损耗曲线
非晶合金材料2605SA1是一种具有优异磁性能的材料，在磁性材料领域有着广泛的应用。
在研究非晶合金材料2605SA1的磁性能时，磁化曲线和损耗曲线是两个非常重要的参数，可以直观地反映材料的磁性能和功耗特性。
本文将分别从磁化曲线和损耗曲线两个方面对非晶合金材料2605SA1的磁性能进行探讨。
1. 磁化曲线磁化曲线是描述材料磁化特性的重要参数，它反映了材料在外加磁场作用下的磁化过程。
对于非晶合金材料2605SA1来说，其磁化曲线的特点主要包括饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矫顽力和磁导率等。
1.1 饱和磁感应强度作为材料的基本磁性能参数之一，饱和磁感应强度反映了材料在磁化过程中能达到的最大磁感应强度。
对于非晶合金材料2605SA1而言，其饱和磁感应强度高，表明其磁化能力强，适用于要求高磁感应强度的领域。
1.2 剩余磁感应强度剩余磁感应强度是指在去除外加磁场后材料中仍残留的磁感应强度。
对于非晶合金材料2605SA1来说，其剩余磁感应强度较低，表明其具有良好的磁消磁特性，能够快速消除外界磁场的影响。
1.3 矫顽力矫顽力是描述材料抵抗外加磁场的能力，也可以理解为去磁化材料所需的磁场强度。
对于非晶合金材料2605SA1而言，其矫顽力较小，表明其易于磁化和去磁化，具有较好的磁性响应速度。
1.4 磁导率磁导率是描述材料对磁场响应的能力，是磁化曲线中的重要参数之一。
对于非晶合金材料2605SA1来说，其磁导率较高，表明其具有良好的磁性能，能够快速响应外加磁场的变化。
2. 损耗曲线损耗曲线是描述材料在磁化过程中的能量损耗特性的参数，它直接影响着材料在实际应用中的功耗和效率。
对于非晶合金材料2605SA1来说，其损耗曲线主要包括铁损和涡流损耗。
2.1 铁损铁损是非晶合金材料在外加交变磁场中产生的能量损耗，其大小取决于材料的磁导率、频率和磁感应强度等因素。
对于非晶合金材料2605SA1而言，其铁损较低，表明其在高频磁场下具有较低的能量损耗，能够提高材料的工作效率。
非晶态软磁合金材料
1非晶体软磁合金的概念非晶态软磁合金是一种无长程有序、无晶粒合金，又称金属玻璃，或称非晶金属。
2、非晶态软磁合金的结构非晶态合金是指原子不是长程有规则排列的物质。
一般晶态金属的原子密集规则排列切具有周期性，这种结构特征叫作原子排列的长程有序。
和晶态金属相比，非晶态合金结构没有长程有序、间隙较多、但是均质、各项同性。
其原子结构和各种特性表明,非晶无序并不是“混乱”，而是破坏了长城有序系统的周期性和平移对称性，形成一种有缺陷的，不完整的有序即最近邻或局域短程有序。
这种短程序只是由于原子间的相互关联作用，是其在小于几个原子间距的小区间内仍然保持着位形和组分的某些有序特征，故具有短程序。
2.1 非晶态结构的主要特征2.1.1 结构短程有序非晶态软磁合金固体的密度，一般与同成份的晶体差不多，约低2—3％。
这就是说，原子间的平均距离，在液态、晶态或非晶态中都是差不多的。
如果两原子间的相互作用主要是原子间距的函数，则形成凝聚态时的总结合能可近似地看成是原子对结合能的叠加。
这就很易觉察到，各种情况下原子的电子运动情况一般也不至于引起太大的突变。
这样，非晶态软磁合金固体中各原子与其最近邻原子之间的关系就与晶态的类似了，即存在一定的有序结构，这也就是上面所提到的短程有序。
非晶态固体的短程序一般可分为两大类：化学短程序和几何短程序。
2.1.2 结构长程无序晶体结构的根本特点是它的周期性，即通过点阵平移操柞，可以与其自身重合。
在非晶态中，这种周期性消失了，非晶态的这种结构特征，我们称为长程无序性。
在非晶态软磁合金固体中，原子的主要运动是在其平衡位置附近的热振动。
它的结构无序性是在非晶态形成过程中保留下来的。
2.1.3 结构的亚稳性非晶态软磁合金固体的最重要特征是其亚稳性。
从热力学来讲，熔点以下的晶态，总是自由能最低的状态。
因此，非晶态软磁合金总是有向自由能最低的晶体转化的趋势。
2.2 非晶软磁合金的结构模型非晶态结构的描述和实验测定至今还存在很大的局限性。
软磁材料减少涡流损耗的方法-概述说明以及解释
软磁材料减少涡流损耗的方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述部分内容：涡流损耗是软磁材料在交变磁场下产生的一个重要损耗方式，它会导致材料发热、能量损失等问题。
因此，减少软磁材料的涡流损耗成为了磁性材料研究领域的一个重要课题。
本文旨在探讨降低软磁材料涡流损耗的方法，通过分析涡流损耗的影响因素、软磁材料的特性以及降低涡流损耗的方法，为软磁材料的研究和应用提供一定的参考和指导。
在当前社会能源危机和环境保护的大环境下，提高软磁材料的能效和减少能量损耗具有非常重要的现实意义。
json"1.2 文章结构": {"本文将从涡流损耗的影响因素、软磁材料的特性以及降低涡流损耗的方法这三个方面进行详细探讨。
首先，我们将介绍涡流损耗的影响因素，包括磁性材料的导磁率、频率、几何形状等因素对涡流损耗的影响。
接着，我们将分析软磁材料的特性，探讨软磁材料的选择对于降低涡流损耗的重要性。
最后，我们将详细讨论降低涡流损耗的方法，包括改进材料的设计、优化磁性铁芯结构等方面。
通过这些内容的阐述，读者将能够全面了解软磁材料减少涡流损耗的方法，并为相关研究和实践提供指导。
"}1.3 目的：本文旨在探讨软磁材料在电磁应用中的涡流损耗问题，并提出一些有效的方法来降低涡流损耗。
通过深入研究涡流损耗的影响因素、软磁材料的特性以及降低涡流损耗的方法，我们希望能够为相关领域的研究和工程实践提供一定的指导和参考，进而提升软磁材料在电磁应用中的性能和效率。
同时，通过本文对软磁材料涡流损耗问题的深入分析和讨论，也有助于增进我们对软磁材料物理特性的理解，为今后的研究工作奠定基础。
愿本文能够为读者带来启发，促进软磁材料领域的进一步发展。
2.正文2.1 涡流损耗的影响因素涡流损耗是软磁材料在交变磁场作用下产生的一种能量损耗，影响因素包括以下几个方面：1. 磁性能：软磁材料的磁导率、铁磁饱和磁感应强度、电阻率等磁性能参数直接影响涡流损耗。
软磁材料高频磁化特性和损耗特性分析
图14种软磁材料的相对磁导率软磁材料高频磁化特性和损耗特性分析李盈（新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京102206）摘要：磁芯材料的工作磁通密度和损耗是决定高频变压器的体积和效率的关键。
现测量分析了4种典型的软磁材料———硅钢、铁氧体、非晶和纳米晶在宽频范围内的磁化特性和损耗特性，为变压器磁芯材料的选型提供了依据。
结果表明，纳米晶的饱和磁感应强度仅次于硅钢，高于非晶和铁氧体。
纳米晶的磁导率远大于其他材料，而且宽频特性更加平稳，高频下损耗远小于其他材料。
关键词：高频变压器；磁芯；软磁材料；磁化特性；损耗特性0引言高频变压器广泛应用于高频开关电源、高频逆变电源及大功率DC -DC 变换器等场合[1-4]。
提高高频变压器的工作频率可以提高能量密度、减小体积，有助于电源和变换器设备的集成化设计。
然而随着工作频率的升高，变压器的铁芯损耗和温升也随之增加[5-8]。
因此，需要根据高频变压器铁芯材料的磁化特性和损耗特性，选择合适的工作频点。
目前，用于高频变压器磁芯的典型材料有硅钢、铁氧体、非晶、纳米晶，这4种典型磁芯材料的磁化特性、饱和磁密、矫顽力、磁导率、电阻率、磁滞伸缩系数、居里温度和叠片厚度等性能在很大程度上决定了高频变压器的工作品质[9-10]。
本文依托华北电力大学国家重点实验室的软磁材料测试平台，通过实验测量获得了硅钢、铁氧体、非晶、纳米晶4种软磁材料在1～20kHz 频率范围内、不同磁感应强度下的磁化特性与损耗特性。
在此基础上，提出了供能系统高频变压器选材和工作频点的设计建议。
1软磁材料的磁化特性软磁材料的饱和磁感应强度表达了该材料中最大能够导通的磁通密度。
材料具有高饱和磁感可以减小软磁材料用量，有利于降低磁性器件的铁损，并节约其他材料，如线圈铜导线等，减小设备体积。
磁导率是反映磁性材料激磁能力的重要指标。
软磁材料的磁导率一般会随着频率发生变化，为了保证高频设备工作在最佳频点，对4种软磁材料的磁导率随着频率变化情况进行了测量。
非晶纳米晶软磁材料
非晶/纳米晶软磁材料一．应用领域非晶态软磁合金材料为20世纪70年代问世的一种新型材料，因具有铁芯损耗小、电阻率高、频率特性好、磁感应强度高、抗腐蚀性强等优点，引起了人们的极大重视，被誉为21世纪新型绿色节能材料。
其技术特点为：采用超急冷凝固技术使合金钢液到薄带材料一次成型；采用纳米技术，制成介于巨观和微观之间的纳米态(10-20nm)软磁物质。
非晶、纳米晶合金的优异软磁特性都来自于其特殊的组织结构，非晶合金中没有晶粒和晶界，易于磁化；纳米晶合金的晶粒尺寸小于磁交换作用长度，导致平均磁晶各向异性很小，并且通过调整成分，可以使其磁致伸缩趋近于零。
【表1】列出了非晶/纳米晶近年来，随着信息处理和电力电子技术的快速发展，各种电器设备趋向高频化、小型化、节能化。
在电力领域，非晶、纳米晶合金均得到大量应用。
其中铁基非晶合金的最大应用是配电变压器铁芯。
由于非晶合金的工频铁损仅为硅钢的1/5～1/3，利用非晶合金取代硅钢可使配电变压器的空载损耗降低60﹪～70﹪。
因此，非晶配电变压器作为换代产品有很好的应用前景。
纳米晶合金的最大应用是电力互感器铁芯。
电力互感器是专门测量输变电线路上电流和电能的特种变压器。
近年来高精度等级（如0.2级、0.2S级、0.5S级）的互感器需求量迅速增加。
传统的冷轧硅钢片铁芯往往达不到精度要求，虽然高磁导率玻莫合金可以满足精度要求，但价格高。
而采用纳米晶铁芯不但可以达到精度要求、而且价格低于玻莫合金。
在电力电子领域，随着高频逆变技术的成熟，传统大功率线性电源开始大量被高频开关电源所取代，而且为了提高效率，减小体积，开关电源的工作频率越来越高，这就对其中的软磁材料提出了更高的要求。
硅钢高频损耗太大，已不能满足使用要求。
铁氧体虽然高频损耗较低，但在大功率条件下仍然存在很多问题，一是饱和磁感低，无法减小变压器的体积；二是居礼温度低，热稳定性差；三是制作大尺寸铁芯成品率低，成本高。
目前采用功率铁氧体的单个变压器的转换功率不超过20kW。
非晶合金涡流损耗系数和磁滞损耗系数
非晶合金涡流损耗系数和磁滞损耗系数【摘要】本文介绍了非晶合金涡流损耗系数和磁滞损耗系数的相关概念和影响因素。
首先从非晶合金的定义和特点入手，探讨了涡流损耗和磁滞损耗的基本概念。
然后详细分析了非晶合金的结构和性质，以及涡流损耗系数和磁滞损耗系数的影响因素。
接着介绍了涡流损耗系数和磁滞损耗系数的测量方法。
最后总结了非晶合金涡流损耗系数和磁滞损耗系数在工程领域中的重要性，探讨了未来的研究方向和应用前景。
通过本文的阐述，读者将更加全面了解非晶合金涡流损耗系数和磁滞损耗系数的相关知识，为相关领域的研究和应用提供参考。
【关键词】非晶合金、涡流损耗、磁滞损耗、结构、性质、影响因素、测量方法、重要性、研究方向、应用前景1. 引言1.1 非晶合金的定义和特点非晶合金是一种在固态状态下具有非晶结构的金属材料，也被称为金属玻璃。
与晶体结构的金属相比，非晶合金具有许多独特的特点。
非晶合金的原子排列是无序的，没有明显的晶格结构，这使得其具有非常高的硬度和强度。
非晶合金具有较低的磁滞损耗和涡流损耗，使得其在电磁领域有广泛的应用前景。
非晶合金具有良好的热稳定性和耐腐蚀性，适用于各种特殊环境下的工程应用。
非晶合金是一种具有独特性能和广泛应用前景的金属材料，在现代工业中发挥着重要作用。
1.2 涡流损耗的概念涡流损耗是指在交变磁场中，导体内部产生感应电流并对磁场产生抵消作用时所引起的能量损耗。
在非晶合金中，由于其特殊的非晶结构，导致涡流损耗相对较低。
涡流损耗的大小与导体的电阻率、磁导率、频率以及导体尺寸等因素密切相关。
非晶合金的非晶结构使得其电阻率相对较高，导致涡流损耗较小。
在高频电磁场下，非晶合金可以有效减小涡流损耗，提高设备的效率。
非晶合金的高磁导率也有利于减小涡流损耗，使其在输电线路、变压器等领域广泛应用。
涡流损耗的概念是在电磁学领域中具有重要意义的一个概念，对于理解和改善设备性能具有重要作用。
通过对涡流损耗的研究，可以优化设计和制造过程，提高设备的效率和稳定性。
软磁铁氧体的损耗成因及解决措施
软磁铁氧体的损耗成因及解决措施摘要软磁铁氧体损耗产生，原因在于软磁材料在弱交变场，即受磁化而储能，又由于各种原因造成B落后于H而产生损耗。
软磁铁氧体的损耗分为：涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗。
对于不同的软磁铁氧体材料，影响其磁性能的损耗也有所不同。
在制造时，对于不同材料，我可以从配方及工艺出发，有针对性地提高磁性能、降低磁损耗。
关键词：磁性能磁损耗引言软磁铁氧体易磁化，也易退磁。
目前，世界上软磁铁氧体的发展趋于平衡，年均增长率为２—3％，中国一直以来以较快速度发展（约年增１０％），因为国内民用电器量激增，以及信息产业的蓬勃发展，对软磁铁氧体的需求量不断增长．软磁铁氧体也是一种用途广产量大的电子工业及机电工业和工厂产业的基础材料，它的应用影响着电子信息计算机与通讯的发展．工业生产的软磁氧体材料主要有ＭnZnFe2O4系、MgZnFe2O4 等尖晶石型铁氧体。
中国从80年代中期到90年代初期软磁材料产量迅猛发展，产量跃居世界前列！正因为如此，软磁铁氧体通常为Mn—Zn铁氧体和Ni—Zi 铁氧体两种，使其在高频电磁应用中成为最好的选择，铁氧体材料主要可以分为以下三类应用：（1）、小信号铁氧体广泛用于射频电路，通信电路，网络通信中，起信号隔离，宽带传输，信号匹配等功能。
（2）、功率传递铁氧体广泛用在AC—DC，DC—DC等开关电源的变压器和滤波电感中。
（3）、抑制电磁干扰铁氧体抑制和吸收各种传导和辐射噪声，以满足日益严格的电磁的要求。
世界各国对电子仪器及测量设备抗干扰性能也提出了更高的标准，因此以软磁铁氧体为基础的EMI磁性元件发展迅速，产品种类繁多，如电波吸收材料、倍频器、调制器等，现已成为现代军事电子设备、工业和民用电子设备的重要组成部分。
1、软磁铁氧体的涡流损耗成因及解决措施1、1涡流损耗指的是软磁材料在交流磁化时，由于电阻率很低而产生的强大涡电流，最后以焦耳热的形式散失的能量损耗。
即通过与晶体的交换作用造成的能量损耗，由于此涡流损耗在材料内部闭合；不能由导线向外输出故只能被材料吸收而发热。
非晶合金软磁材料
非晶合金软磁材料非晶合金是一种由金属元素组成，没有晶体结构的材料。
非晶合金软磁材料（Amorphous Metal Soft Magnetic Materials）具有优异的软磁性能和特殊的微观结构，因此在电子技术和电力工业中具有广泛应用。
非晶合金软磁材料由于其非晶态结构，具有较高的饱和磁通密度和低的剩余磁感应强度，能够在低磁场下实现高磁导率和低磁阻，因此在高频电源变压器、电感器、软磁头等电子设备中有广泛应用。
与晶态材料相比，非晶合金软磁材料还具有较低的涡流损耗，能够减少轻负载场合下的能耗，提高电子设备的能效。
非晶合金软磁材料的优势主要体现在两个方面：一是其高度均匀的非晶态结构，使得磁畴壁能量较大，磁畴壁的移动阻尼较小，从而实现较低的磁畴壁移动能量和低的交流磁阻，提高软磁材料的磁导率；二是其高度纳米级的结构尺寸，使得磁畴壁的移动路径较短，减少了涡流损耗和磁畴壁的消散能量，从而降低了材料的剩余磁感应强度和剩余磁化强度。
非晶合金软磁材料的制造方法主要有溅射法、快速凝固法和气体冷却法等，其中以快速凝固法制备的非晶合金软磁材料最为常见。
在快速凝固法中，将合金溶液迅速冷却至玻璃转变温度以下，使得合金在较短的时间内无法形成晶体结构，从而形成非晶态结构。
由于冷却速度非常快，合金中的原子无法实现等距排列，产生无定形的非晶态结构。
非晶合金软磁材料的制备工艺复杂，但其在电子技术和电力工业中的应用前景广阔。
特别是随着电子设备的小型化、高效化和高频化需求的增加，非晶合金软磁材料在高频电源变压器、电感器和电磁感应器等领域的应用将得到进一步拓展。
此外，非晶合金软磁材料还有望应用于电动汽车、太阳能电池板、风力发电机组等领域，提高能源转化效率，推动可持续能源的发展。
虽然非晶合金软磁材料具有优异的性能，但其制备成本较高，难以实现大规模应用。
此外，非晶合金软磁材料的稳定性较差，易受到热膨胀、氧化和机械应力等因素的影响，限制了材料的应用范围。
软磁铁氧体的损耗成因及解决措施
软磁铁氧体的损耗成因及解决措施摘要软磁铁氧体损耗产生，原因在于软磁材料在弱交变场，即受磁化而储能，又由于各种原因造成B落后于H而产生损耗。
软磁铁氧体的损耗分为：涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗。
对于不同的软磁铁氧体材料，影响其磁性能的损耗也有所不同。
在制造时，对于不同材料，我可以从配方及工艺出发，有针对性地提高磁性能、降低磁损耗。
关键词：磁性能磁损耗引言软磁铁氧体易磁化，也易退磁。
目前，世界上软磁铁氧体的发展趋于平衡，年均增长率为２—3％，中国一直以来以较快速度发展（约年增１０％），因为国内民用电器量激增，以及信息产业的蓬勃发展，对软磁铁氧体的需求量不断增长．软磁铁氧体也是一种用途广产量大的电子工业及机电工业和工厂产业的基础材料，它的应用影响着电子信息计算机与通讯的发展．工业生产的软磁氧体材料主要有ＭnZnFe2O4系、MgZnFe2O4 等尖晶石型铁氧体。
中国从80年代中期到90年代初期软磁材料产量迅猛发展，产量跃居世界前列！正因为如此，软磁铁氧体通常为Mn—Zn铁氧体和Ni—Zi 铁氧体两种，使其在高频电磁应用中成为最好的选择，铁氧体材料主要可以分为以下三类应用：（1）、小信号铁氧体广泛用于射频电路，通信电路，网络通信中，起信号隔离，宽带传输，信号匹配等功能。
（2）、功率传递铁氧体广泛用在AC—DC，DC—DC等开关电源的变压器和滤波电感中。
（3）、抑制电磁干扰铁氧体抑制和吸收各种传导和辐射噪声，以满足日益严格的电磁的要求。
世界各国对电子仪器及测量设备抗干扰性能也提出了更高的标准，因此以软磁铁氧体为基础的EMI磁性元件发展迅速，产品种类繁多，如电波吸收材料、倍频器、调制器等，现已成为现代军事电子设备、工业和民用电子设备的重要组成部分。
1、软磁铁氧体的涡流损耗成因及解决措施1、1涡流损耗指的是软磁材料在交流磁化时，由于电阻率很低而产生的强大涡电流，最后以焦耳热的形式散失的能量损耗。
即通过与晶体的交换作用造成的能量损耗，由于此涡流损耗在材料内部闭合；不能由导线向外输出故只能被材料吸收而发热。
铁钴镍基非晶态软磁材料的研究
铁钴镍基非晶态软磁材料的研究铁钴镍基非晶态软磁材料是目前开发的新型软磁材料之一。
它具有低矫顽力、高磁能积、高饱和磁感、高磁导率等优点，将铁钴镍基非晶态软磁材料应用于制造变压器和继电器，可以使其在温度升高到150 ℃时仍具有较好的性能，但由于其导磁率低且矫顽力大，因此，工作温度一般不超过100 ℃。
随着计算机、通讯等领域的迅速发展，对器件小型化、轻量化的要求日益提高，非晶态软磁材料以其体积小、重量轻、无磁滞损耗、高剩磁等特性而受到人们的青睐。
国内外很多学者都对非晶态软磁材料进行了广泛研究，如非晶态软磁材料的相分离现象、界面结构、缺陷、性能和应用，非晶态软磁材料的制备技术及各种性能测试方法等。
目前，我国的非晶态软磁材料还存在研究不足和生产落后的问题，迫切需要建立非晶态软磁材料的产业基地。
另外，非晶态软磁材料的发展与原料状况密切相关，世界上有50%的镍和钴来自不同国家，各种原料的供应不平衡也制约了该产业的发展，如何降低成本也是未来必须解决的问题。
近年来，由于铜材的价格暴涨，给非晶态软磁材料带来了很大困难，虽然产品价格已经上升了30%~40%，但销售量却在减少。
非晶态软磁材料是一类铁磁性软磁材料，它是在较高温度下由磁性软磁合金在一定条件下形成的非晶质、微米级的奥氏体晶粒所组成的固溶体。
由于非晶态软磁材料不存在与饱和磁化强度有关的马氏体点，因此不存在矫顽力，并具有铁磁性和反铁磁性双重特性，主要用于电子技术中，在半导体集成电路中占据极其重要的地位，是当今世界上重要的信息存储元件和功率器件。
其生产工艺是采用低温技术生长具有晶粒尺寸均匀的单晶体，其特点是不易氧化，能保持大量原子的结晶，制造成本较低；另一方面，其磁性随温度的变化比较小，具有较好的稳定性，具有良好的高频特性，又称铁氧体或软磁材料。
用于电力电子器件、信号转换装置、自动化装置中的磁芯材料。
用于制造变压器、继电器、电抗器、磁放大器、扬声器、耳机振动膜片等。
脉冲磁化条件下非晶磁芯的损耗特性
１ 测 试 原 理 与 实验 方 案
图 １是 磁 芯 性 能 测 试 电 路 原 理 图 ， 动 源 电 流 通 过 原 边 绕 驱 组 ， 副 边 绕 组 两 端 产 生 感 应 电 压 ， 得 原 边 电 流 和 副 边 电 压 的 在 测
波形 后 ， 据安 培 环路 定律 和 电磁感 应定 律 可 以得 到［ 根 ５ 。
磁 芯在快 脉 冲下 的性 能测试 对 初级 驱动 源 和测量 仪 器 的要 求较 高 ， 芯 生产 厂 家 一般 没 有 能力 提 供 磁 芯在 快 磁 脉 冲下 的性 能参数 ， 用户 单位 一般 根 据需要 ， 而 只针 对某 种材 料或 尺 寸 的磁 芯进 行测 试 。本 文建 立 了一 套 脉 冲 条件 下磁 芯损 耗测 试 的方法 ， 用 Ｍａｌｂ编写 了数 据处 理程 序 ， 验 研究 了不 同磁 化 速率 下 非 晶态合 金 磁 芯 利 ｔ ａ 实 的磁 芯损 耗 ， 出了磁 芯损 耗 与磁化 速 率 的关 系 ， 给 分析 了磁 芯 损耗 中涡流损 耗 和磁滞 损耗 所 占的 比例 。
脉 冲 磁 化 条 件 下 非 晶 磁 芯 的 损 耗 特 性
张 国伟， 丛培天， 乔开来， 黄 涛 ， 孙铁平
（ 北 核 技 术 研 究 所 ，西 安 ７ ０ ２ ） 西 １ ０ ４
摘 要 ： 基 于 工 频 或 高 频 磁 化 条 件下 磁 芯 的 测 试 数 据 不 能 准 确反 映 磁 芯 在 单 次 脉 冲 磁 化 下 的 性 能 ， 出 给 了 一 种 脉 冲磁 化 条 件 下 磁 芯 性 能 的 测 试 方 法 和 数 据 处 理 方 法 ， 验 研 究 了快 脉 冲 磁 化 条 件 下 非 晶态 合 金 磁 芯 实 的 损 耗 特 性 ， 芯最 短 饱 和 时 间 ６ ｓ最 大 磁 化 速 率 达 到 ４ ／ ｓ 磁 ７ｎ ， ０Ｔ ｕ 。通 过 数 据 处 理 ， 出 了 磁 芯 损 耗 与 磁 化 速 给 率 的 关 系 曲线 ， 获得 了 不 同 磁 化 速 率 下 磁 芯 的损 耗 数 据 。分 析 了 脉 冲 磁 化 条 件 下 涡 流 损 耗 和 磁 滞 损 耗 所 占的 比例 。研 究 结 果 表 明 ： 冲磁 化 条 件 下 非 晶 态 合 金 磁 芯损 耗 与 磁 化 速 率 关 系 符 合 饱 和 波模 型 ， 芯 损 耗 随 磁 化 脉 磁
软磁材料的损耗(二)
软磁材料的损耗(二)低频下初始磁导率为常数，随频率升高，磁导率有轻微上升，在出现一个不大明显的峰值后，高频下磁导率快速下降。
与此同时，损耗角正切由甚小值迅速上升。
通常将磁导率陡削下降及损耗迅速上升的频率，称为截止频率。
实际测量是将μi 下降到稳定值 1/２处的频率，定为截止频率，用fr 表示。
考虑到转动磁化对磁导率的贡献，荷兰科学家斯诺克发现了如下等式：式中，γ = 回磁比；Ms = 饱和磁化强度；因为γ和 Ms 都是材料的内禀特性，因此对于一定的材料，μ · fr 乘积为常数。
这意味着磁导率高的材料，其截止频率低；磁导率低的材料，截止频率高。
当磁化场增加到饱和值的 50% 以上时，磁场强度与磁感应强度的非线性关系随之增加，失真度也随之加大，此时用比损耗因子 tgò来表示损耗就不够精确了，于是材料的总损耗用功率损耗来度量。
在规定条件下，以瓦特表示的磁芯损耗，称为功率损耗（有时用单位质量或单位体积的功率损耗来表示，单位是 mw/g 或 mw/cm３。
这里“规定条件”通常指频率、磁感应强度、温度等。
铁氧体磁芯的功率损耗与频率、磁感应强度的关系示于图 1-11，在双对数座标上，功率损耗与磁感应强度为线性关系，且不同频率下近似为互相平行的直线，因此符合下列关系式：Pv=kf aBb (1-20)图 1-11 磁心总损耗与磁感应强度频率关系式中，P 是单位体积的功率损耗，k 为系数，b 是斯坦梅茨指数，对功率铁氧体材料，典型值为 2.5。
如果磁损耗简单地归因于磁滞损耗，则频率f的指数 a 应当为 1，这对于低频是正确的；但对于 f=10～100kHz 时，a 一般为1.3；当频率增加到 100kHz 以上时，a 值还会上升。
磁材功率及损耗
Ph=f∮BdH （7）
这里，∮BdH等于最大磁通B下测得的直流磁滞回线的等值能。对于工作在频率 100khz以下的功率铁氧体磁芯，降低磁滞损耗是最重要的。为获得低损耗，要选择铁氧
高频电源变压器磁芯的设计原理
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体成分具有最小矫顽力Hc和最小各向异性常数K，理想情况是各向异性补偿点（即K≈0）
变压器更为重要。随着频率提高，涡流损耗在总损耗中所占比例逐步增大，当工作频率 达200～500kHz时，涡流损耗常常已占支配地位。从图7所示R2KB1材料磁芯总损耗（包括 磁滞和涡流损耗）与频率关系实测曲线，可得到证明。减小涡流损耗主要是提高多晶铁 氧体的电阻率。从材料微观结构考虑，应用均匀的小晶粒，以及同电阻的晶界和晶粒； 因为小晶粒具有最大晶界表面而增大电阻率，而附加CaO+SiO2，或者Nb2O5、ZrO2和Ta2O5 匀对增高电阻率有益。
(100× 100)
பைடு நூலகம்
PW4a 1000 300 50 >2000
PW4b
1500
(50× 300)
PW5a 3000 1000 25 >1000
PW5b
2500
(25× 1000)
功耗损耗
4）
kW/m3
≤300 ≤200
≤300 ≤150
≤300 ≤150
≤300 ≤150
≤300 ≤150
μi 5) 2000 2000 2000 1500 800
4．工作磁通密度
变压器工作磁通密度（可允许磁通密度偏移）受两方面限制：首先要受磁芯损耗引 起的可允许温升ΔθFe的限制；另一方面，也受铁氧体材料饱和磁通密度值的限制。
对单端正向型变换器，工作磁通密度ΔB=Bm-Br；对推挽式变换器，工作磁通密度Δ B=2Bm。