磁性材料介绍

软磁铁氧体
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。
三、常用软磁磁芯（磁粉芯）
磁粉芯
常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及 铁硅铝粉芯三种。
➢ 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μi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。
磁滞回线中B的变化总 是落后于H的变化说明 铁磁材料具有磁滞性；
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。
B
bc段是磁化曲线的膝部
c
b
C点以后是饱和段
ab段是上升段
a H
0 起始磁化曲线
oa段是线性段
起始磁化曲线的ab段反映了铁磁材料的 高导磁性；c点以后说明铁磁材料具有 磁饱和性。
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。
磁粉芯
➢铁硅铝粉芯（Kool Mu Cores）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
➢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）。
磁粉芯
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
二、基本特性
1、磁性材料的磁化曲 线
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 和磁滞现象。
B
Bs
Br
Hc
H
软磁材料反复磁化一周 所构成的曲线称为磁滞 回线。
根据物质在外磁场中表现出的特性， 物质可分为五类：
顺磁性物质 弱磁性料
抗磁性物质 铁磁性物质
强磁性料 亚磁性物质 反磁性物质
磁性材料按磁化后去磁的难易可
分为软磁性材料和硬磁性材料， 一般来讲软磁性材料剩磁较小， 硬磁性材料剩磁较大。。
磁性材料按性质又分为金属和非
金属两类，前者主要有电工钢、 镍基合金和稀土合金等，后者主 要是铁氧体材料。
磁性材料
Magnetic Materials
——培训：雷原
一、简介
通常认为，磁性材料是指由过度元素铁、 钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁 性的物质。
实验表明，任何物质在外磁场中都能够或 多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。
磁化来源：
（a）无外磁场情况 铁磁材料பைடு நூலகம்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。
词汇 磁饱和现象：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。
磁滞现象：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。
饱和磁感应强度：铁磁材料和亚铁磁材料的磁化
强度随磁场增加而增加所能达到的最大值。是温 度的函数。在国际单位制（SI）中，磁感应强度 的单位是特斯拉[1]，简称特（T）。在高斯单位 制中，磁感应强度的单位是高斯(Gs )， 1T=10KGs等于10的四次方高斯。
词汇
硬磁材料：一经外磁场磁化以后，即使在相
当大的反向磁场作用下，仍能保持一部或大部原 磁化方向的磁性。对这类材料的要求是剩余磁感 应强度Br高，矫顽力HC(即 磁性材料抗退磁能 力)强，磁能积(BH)(即给空间提供的磁场能量) 大。
软磁材料：它的功能主要是导磁、电磁能量
的转换与传输。因此，对这类材料要求有较高的 磁导率和磁感应强度，同时磁滞回线的面积或磁 损耗要小。与硬磁材料相反，其Br和BHC越小 越好，但饱和磁感应强度Bs则越大越好。
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。
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
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
磁畴因受外磁
场作用而顺着外磁 场的方向发生归顺 性重新排列，在内 部形成一个很强的 附加磁场。
铁磁材料内部往往有相邻的几百个分子 电流圈流向一致，因此在这些极小的区域内 就形成了一个个天然的磁性区域—磁畴。
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。
二、常用软磁磁芯（软磁铁氧体）
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。