磁性材料综述

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磁性材料的性质与应用

磁性材料的性质与应用

磁性材料的性质与应用磁性材料是具有磁性的材料,具有许多独特的性质和广泛的应用。

它们被广泛应用于电子、通讯、医学、航空航天等领域。

本文将探讨磁性材料的性质和应用。

磁性材料的性质磁性材料有几种不同的类型,例如铁、镍、钴和稀土金属等。

这些材料的晶格结构和电子结构对其磁性质有着决定性影响。

磁性材料可以分为软磁材料和硬磁材料两大类。

软磁材料是指易磁化和消磁的材料。

其主要特点是在磁场下能够很容易地产生磁化,但在外部磁场消失后,其磁化很快就消失了。

这使得软磁材料成为电感器、变压器等电子设备中重要的材料。

软磁材料还被用作传感器、电磁绕组等。

硬磁材料则是具有高剩余磁感和高矫顽力的材料。

它们在外部磁场消失后仍能保持较高的磁化,因此被广泛用于制造永磁体,如电动机、磁盘驱动器等。

另外,磁性材料还具有一些其他的性质,如磁导率、饱和磁化强度、磁各向异性等。

这些性质对于磁性材料的应用至关重要。

磁性材料的应用磁性材料由于其特殊的磁性质而被广泛应用于各个领域。

下面将介绍其中一些应用。

1. 电子应用软磁性材料广泛应用于电子设备中的各种电感器、变压器、传感器、电机和电磁绕组等。

动态随机存储器(DRAM)和硬盘驱动器等电子产品中也广泛使用了软磁性材料。

硬磁性材料主要用于生产永磁体,如直流电动机、高速列车、风力发电机、计算机硬盘驱动器等等。

2. 医学应用磁性材料在医学应用中也有着广泛的应用。

例如,磁性材料可以被用于生产磁共振成像(MRI)设备中的线圈。

MRI是当今医学领域中最常用的诊断工具之一,它可以探测到人体组织内部的细微结构,并在不伤害人体的情况下进行精确诊断。

3. 航空航天应用磁性材料还被广泛应用于航空航天领域。

例如,镍钴磁体在航空航天中被广泛用作强永磁体。

它们的高温稳定性和抗辐照性使得它们成为太空探测器、航天器和卫星的关键部件。

除此之外,磁性材料还被广泛应用于电力、交通、冶金、国防等领域。

总之,磁性材料是一类具有独特性质和广泛应用的材料。

磁性材料的分类,性能特点和用途

磁性材料的分类,性能特点和用途

磁性材料的分类,性能特点和用途
磁性材料的分类,性能特点和用途
磁性材料的分类,性能特点和用途
1铁氧体磁性材料,一般是指氧化铁和其他金属氧化物的符合氧化物。

他们大多具有亚铁磁性。

特点:电阻率远比金属高,约为1-10(12次方)欧/厘米,因此涡损和趋肤效应小,适于高频使用。

饱和磁化强度低,不适合高磁密度场合使用。

居里温度比较低。

2 铁磁性材料:指具有铁磁性的材料。

例如铁镍钴及其合金,某些稀土元素的合金。

在居里温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度。

3 亚铁磁性材料:指具有亚铁磁性的材料,例如各种铁氧体,在奈尔温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度。

4 永磁材料:磁体被磁化厚去除外磁场仍具有较强的磁性,特点是矫顽力高和磁能积大。

可分为三类,金属永磁,例,铝镍钴,稀土钴,铷铁硼等。

铁氧体永磁,例,钡铁氧体,锶铁氧体,其他永磁,如塑料等。

5软磁材料:容易磁化和退磁的材料。

锰锌铁氧体软磁材料,其工作频率在1K-10M之间。

镍锌铁氧体软磁材料,工作频率一般在1-300MHZ
6金属软磁材料:同铁氧体相比具有高饱和磁感应强度和低的矫顽力,例如工程纯铁,铁铝合金,铁钴合金,铁镍合金等,常用于变压器等。

有机高分子磁性材料研究综述

有机高分子磁性材料研究综述

有机磁性材料研究综述摘要:有机磁性材料是最近二十多年发展起来的新型的功能材料,因为其结构的多样性,可用化学方法合成,相比传统磁性材料具有比重低、可塑性强等等优点,因此在新型功能材料方面有着广阔的应用前景。

本文综述了高分子有机磁性化合物的发展和研究近况,及其有机高分子磁性材料的分类及其应用前景。

关键词:有机磁性材料结构型复合型Review on the research of organic magnetic material Abstract: organic magnetic material is a new functional material in recent twenty years, because of the diversity of its structure, synthetized by chemical method , compared with the traditional magnetic materials with a low specific gravity, high plasticity, and so on, so it has a broad application prospect in the new functional materials.This paper reviews the development and research status of high polymer organic magnetic materials’compounds, classification and its application prospect.Key word: organic magnetic material intrinsic complex一、简介历史上记载的人类对磁性材料的最早应用是中国人利用磁石能够指示南北方向的特性,将天然磁石制成的司南,这一发明对航海业的发展有着重要的推动作用。

磁性材料原理

磁性材料原理

磁性材料原理磁性材料是一类在磁场中具有特殊性质的材料。

它们在工业生产和科学研究中起着重要的作用。

本文将介绍磁性材料的原理及其应用。

一、磁性材料的概述磁性材料是指在外加磁场作用下,能够产生磁化现象的材料。

它们包括铁、钢、镍、钴等物质。

磁性材料有两种基本类型:铁磁性材料和非铁磁性材料。

铁磁性材料具有强烈的磁性,如铁、镍和钴等。

它们在强磁场中可以被永久磁化,形成磁体。

非铁磁性材料则具有较弱的磁性,它们一般不会被永久磁化。

二、磁性材料的原理1. 原子磁偶极矩磁性材料具有原子磁偶极矩。

原子内电子所带的自旋和轨道角动量导致了原子磁矩的形成。

在一个磁场中,这些原子磁矩会互相作用,从而形成磁性。

2. 域结构磁性材料中存在着不同的磁畴,每个磁畴具有自己的磁化方向。

在无外加磁场的情况下,这些磁畴的磁化方向是杂乱无序的。

当外加磁场作用于材料时,磁畴会逐渐重新排列,使整个材料形成统一的磁化方向。

3. 局域场和磁畴壁在磁性材料中,每个磁畴内的磁化强度是均匀的,但不同磁畴之间的磁化强度存在差异。

这种差异由局域场引起。

磁畴之间的过渡区域称为磁畴壁,磁畴壁上的磁化方向逐渐变化,使得整个材料的磁化过渡更加平滑。

三、磁性材料的应用1. 电磁设备磁性材料广泛应用于电磁设备中。

例如,铁磁性材料可以用于制造电动机、电磁铁和变压器等设备。

非铁磁性材料则用于制造电感器和传感器。

2. 数据存储磁性材料在数据存储领域有着重要的应用。

磁性材料通过改变磁化方向来储存和读取信息。

硬盘驱动器和磁带等设备都是基于磁性材料的数据存储原理。

3. 医疗应用磁性材料在医疗领域有广泛的应用。

例如,磁共振成像(MRI)利用磁性材料的特性来观察人体内部结构。

磁性材料也可以用于制造人工关节和植入式医疗器械。

4. 环境保护磁性材料在环境保护中的应用也越来越多。

例如,利用磁性材料可以制造高效的垃圾处理设备,帮助减少废物产生和环境污染。

四、磁性材料的发展前景随着科学技术的不断发展,磁性材料的应用领域将会不断扩大。

磁性材料综述

磁性材料综述

铁氧体磁芯与粉末磁芯综述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。

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一非晶态软磁合金。

目录一、组成与分类 (1)二、材料特性 (3)三、磁芯材料的基本参数 (4)四、主要性能指标 (7)五、磁芯的形状 (8)六、主要应用 (9)铁氧体磁芯与粉末磁芯综述一、组成与分类⑴1•铁氧体磁芯铁氧体是一种暗灰色或者黑色的陶瓷材料。

铁氧体的化合物是MeFe2O4,这里Me代表一种或几种二价的金属元素,例如,锰、锌、镍、钻、铜、铁或镁。

这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能,但是如果超出某个温度值,磁性将失去,这个温度称为居里温度(TQ。

铁氧体材料非常容易磁化,并且具有相当高的电阻率。

这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。

高频铁氧体磁性材料主要可分为两大类:锰锌(MnZn)铁氧体材料和镍锌(NiZn)铁氧体材料。

比较而言,NiZn材料的电阻率较高,一般认为在高频应用场合下具有较低的涡流损耗。

但是最近的研究表明,如果颗粒的尺寸足够小而且均匀,在几兆赫兹范围内MnZn 材料显示出较NiZn材料更为优越的特性,例如,TDK公司的H7F 材料以及MAGNETICS公司的K材料就是采用这种技术,适用于兆赫兹工作频率下工作的新型铁氧体材料。

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。

磁性材料研究

磁性材料研究

磁性材料研究磁性材料是一类具有特殊磁性性质的材料,在现代科学和技术中发挥着重要的作用。

磁性材料的研究涉及到物理学、化学、材料科学等多个领域,为我们的生活带来了许多便利和创新。

本文将介绍磁性材料及其研究的基本概念、应用领域以及最新的研究进展。

一、磁性材料的基本概念磁性材料是指在外加磁场的作用下,能够产生磁化强度和磁感应强度的材料。

根据其磁性质的不同,可以将磁性材料分为铁磁材料、顺磁材料和抗磁材料三类。

铁磁材料是指在外加磁场的作用下,其磁化强度远大于磁场强度的材料。

常见的铁磁材料有铁、镍、钴等。

顺磁材料是指在外加磁场的作用下,其磁感应强度和磁场强度方向一致的材料。

常见的顺磁材料有氧化铁、铁氧体等。

抗磁材料是指在外加磁场的作用下,其磁化强度和磁感应强度方向相反的材料。

常见的抗磁材料有铜、银等。

二、磁性材料的应用领域磁性材料在许多领域具有广泛的应用。

首先是电子领域,磁性材料被广泛应用于电感、变压器、电动机等电子器件中。

其次是信息存储领域,磁性材料被用于磁盘、磁带等数据存储介质中。

此外,磁性材料还在医学领域、能源领域、环境保护领域等方面有重要的应用。

在医学领域,磁性材料被用于磁共振成像(MRI)等医学设备中,用于检测和诊断人体内部的病变。

在能源领域,磁性材料被用于发电机、电动汽车等设备中,提高能源利用效率。

在环境保护领域,磁性材料被用于处理废水、废气中的污染物,起到净化环境的作用。

三、磁性材料研究的最新进展随着科学技术的不断发展,磁性材料研究也在不断取得新的进展。

近年来,研究人员发现了一种新型的磁性材料-自旋电子材料,它具有自旋自由度的操控能力,可以用于未来超导和自旋电子器件的研究。

另外,先进的材料制备技术也推动了磁性材料研究的发展。

例如,纳米技术的应用使得材料的尺寸尺度从宏观到纳米级别,材料的性能得到了显著提升。

同时,高通量材料制备技术的引入,使得研究人员可以快速地合成和筛选大量的材料,为磁性材料的开发提供了更大的空间。

磁性材料介绍范文

磁性材料介绍范文

磁性材料介绍范文磁性材料是能够产生和响应磁场的材料。

它们广泛应用于电磁设备、信息存储以及医学等各个领域。

根据其磁性质,磁性材料可分为两大类:铁磁材料和非铁磁材料。

铁磁材料具有很强的磁导率、高磁饱和度和低磁阻的特点,使其在电磁设备中得到广泛应用。

例如,铁磁材料可用于制造电机、变压器和电磁铁等。

在信息存储方面,铁磁材料也是重要的组成部分。

硬磁材料如钴硅铁和钕铁硼可用于制造硬盘驱动器的读写头,而软磁材料如FeSi和NiZn合金可用于制造变压器的磁芯。

非铁磁材料是指在外磁场存在时磁化很弱或不磁化的材料。

非铁磁材料包括了电子、离子、共价原子结构的材料等。

它们的磁性主要源于电子自旋和轨道磁矩的相互作用。

非铁磁材料的磁矩通常小于铁磁材料,因此对外磁场的响应程度较弱。

非铁磁材料可分为顺磁材料和抗磁材料两大类。

顺磁材料是指在外磁场存在时,磁化接近于线性依赖于磁场强度的材料。

这意味着磁化强度与外磁场强度成正比。

抗磁材料是指在外磁场存在时,磁化与磁场呈负相关的材料。

这意味着磁化强度与外磁场强度成反比。

常见的非铁磁材料有铝、铜、氮化硼等。

非铁磁材料在医学和科学研究中有着广泛的应用。

磁共振成像(MRI)技术中,顺磁性物质如Gd-DTPA被用作造影剂,用于增强磁共振图像的对比度。

磁性纳米粒子在生物医学中的应用也越来越广泛。

例如,磁性纳米颗粒可以用于靶向治疗、癌症诊断和细胞分离等领域。

总之,磁性材料的应用领域广泛,包括电磁设备、信息存储、医学等。

铁磁材料以其强磁化和剩余磁化的特点,主要用于电机、变压器和磁芯等设备的制造。

非铁磁材料则根据其磁化程度可分为顺磁材料和抗磁材料,广泛应用于医学影像、生物医学和科学研究等领域。

随着科学技术的发展,磁性材料的应用前景将会不断拓展和创新。

什么是磁性材料

什么是磁性材料

什么是磁性材料磁性材料是一类具有磁性的材料,其在外加磁场作用下会产生磁化现象。

磁性材料广泛应用于电子、通信、医疗、能源等领域,是现代社会中不可或缺的重要材料之一。

本文将从磁性材料的基本特性、分类、应用以及发展趋势等方面进行介绍。

首先,磁性材料的基本特性。

磁性材料具有磁化特性,即在外加磁场作用下会产生磁化现象。

根据磁化特性的不同,磁性材料可分为铁磁材料、铁氧体材料、永磁材料和软磁材料等几类。

铁磁材料在外加磁场下会产生明显的磁化,而铁氧体材料具有较高的磁导率和电阻率,因此在高频电路中得到广泛应用。

永磁材料则具有自身较强的磁化特性,常用于制作永磁体。

软磁材料则具有较低的矫顽力和磁导率,适用于变压器、电感器等领域。

其次,磁性材料的分类。

根据磁性材料的不同特性和应用领域,可以将其分为多种类型。

例如,按照磁性材料的组成成分可分为金属磁性材料、合金磁性材料和氧化物磁性材料等;按照磁性材料的磁性能力可分为软磁材料和硬磁材料;按照磁性材料的应用领域可分为电子器件用磁性材料、电机用磁性材料和传感器用磁性材料等。

再者,磁性材料的应用。

磁性材料在各个领域都有着重要的应用价值。

在电子器件中,磁性材料被广泛应用于制作电感、变压器、磁头等元器件;在电机领域,永磁材料被应用于制作各种类型的电机,如风力发电机、电动汽车驱动电机等;在通信领域,磁性材料被应用于制作微波器件、天线等;在医疗领域,磁性材料被应用于制作医疗设备,如核磁共振成像设备等;在能源领域,磁性材料被应用于制作发电机、电池等。

最后,磁性材料的发展趋势。

随着科学技术的不断进步,磁性材料的研究和应用也在不断发展。

未来,磁性材料将更加注重环保、节能、高效的特性,以适应社会对清洁能源和高效能源的需求。

同时,磁性材料的微纳米化、多功能化、智能化也将成为发展的趋势,以满足各种领域对材料性能的要求。

总之,磁性材料作为一类具有磁化特性的材料,在现代社会中具有重要的应用价值。

通过对磁性材料的基本特性、分类、应用和发展趋势的介绍,相信读者对磁性材料有了更深入的了解,也为今后的研究和应用提供了一定的参考。

关于磁性材料的发展研究综述

关于磁性材料的发展研究综述

关于磁性材料的发展研究综述关键词:磁性材料、钕铁硼永磁材料、纳米磁性材料、磁电共存、应用及前景摘要:磁性材料,是古老而用途十分广泛的功能材料,与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。

人们对钕铁硼永磁材料的研究和优化,是磁性材料进一步发展,并逐渐深入到纳米磁性材料的研发和研究……关于磁性材料的研究发展综述一、磁性材料简介实验表明,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。

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,抗磁性物质,铁磁性物质,亚磁性物质,反磁性物质。

根据分子电流假说,物质在磁场中应该表现出大体相似的特性,但在此告诉我们物质在外磁场中的特性差别很大.这反映了分子电流假说的局限性。

实际上,各种物质的微观结构是有差异的,这种物质结构的差异性是物质磁性差异的原因。

我们把顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质,把铁磁性物质称为强磁性物质。

通常所说的磁性材料是指强磁性物质。

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。

磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料,不容易去磁的物质叫硬磁性材料。

一般来讲软磁性材料剩磁较小,硬磁性材料剩磁较大。

二、磁性材料分类磁性是物质的一种基本属性。

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。

物质按照其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。

铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质,抗磁性和顺磁性物质为弱磁性物质。

磁性材料按性质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。

按使用又分为软磁材料、硬磁材料和功能磁性材料。

功能磁性材料主要有磁致伸缩材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁泡材料、磁光材料,旋磁材料以及磁性薄膜材料等,反映磁性材料基本磁性能的有磁化曲线、磁滞回线和磁损耗等。

1、软磁材料软磁材料亦称高磁导率材料、磁芯材料,对磁场反应敏感,易于磁化。

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。

磁性材料的特性与应用

磁性材料的特性与应用

磁性材料的特性与应用磁性材料是一类特殊的材料,具有吸引铁、镍、钴等物质的能力。

它们被广泛应用于各个领域,包括电子、通信、医疗和能源等。

本文将讨论磁性材料的特性和一些常见的应用。

一、磁性材料的特性磁性材料的基本特性之一是可以生成磁场。

它们由于自身的原子结构,能够在外加磁场的作用下形成自己的磁场。

这种磁场可以被用于吸引或排斥其他磁性材料,从而实现各种应用。

磁性材料的磁性可以通过磁化强度、剩余磁场以及磁导率等参数来衡量。

磁性材料的另一个重要特性是磁化的记忆性。

一旦磁性材料被磁化,它们将保持这种磁化状态,即使外部磁场被移除。

这种记忆性使得磁性材料非常适合用于制作永磁体和存储器件等应用。

此外,磁性材料还具有良好的导电性。

这使得它们可以在电子设备中用作电感、电流传感器和变压器等。

磁性材料的导电性质使得它们可以与电磁场进行相互作用,进而产生一些磁效应。

这些磁效应在感应电动机和发电机等设备中起着至关重要的作用。

二、磁性材料的应用1. 永磁体永磁体是一种能够保持较长时间磁性的材料。

它们被广泛应用于电子设备、电机和汽车等领域。

永磁体的应用可以追溯到古代,但现代永磁体使用了更强大的稀土磁体材料,如钕铁硼和钴磁体。

2. 磁存储器件磁存储器件是用于数据存储的一种重要设备。

硬盘驱动器和磁带是磁存储器件的两个常见例子。

这些设备使用磁性材料来记录和读取数据,通过改变材料的磁化方向,来表示0和1等二进制信息。

3. 电子设备磁性材料在电子设备中具有广泛的应用。

例如,电感器是用来调节电流大小和方向的重要组件。

磁性材料提供了电感器的核心,通过改变其磁场强度来调节电感系数。

此外,磁电阻效应也被应用于磁存储器件和传感器等电子设备。

4. 医疗应用磁性材料在医疗领域有多种应用。

磁共振成像(MRI)是一种临床诊断技术,使用强磁场和射频脉冲来生成详细的身体图像。

磁性材料还可以被用作生物传感器,通过感测相应物质或化学反应来监测疾病和药物治疗。

5. 能源应用磁性材料在能源领域也有一些应用。

常用磁性材料分类及特点

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。

磁性材料的性能和应用

磁性材料的性能和应用

磁性材料的性能和应用磁性材料是一类具有磁性质的材料,广泛应用于电子、信息、能源、医药等领域。

磁性材料的性能因其组织和结构的不同而差别很大。

以下将从磁性材料的基本性质、分类、性能和应用四个方面来探讨磁性材料的性能和应用。

一、磁性材料的基本性质磁性材料是一种物理性质,在外磁场下会产生磁矩,而磁矩的大小和方向取决于材料的组织与结构。

磁性材料的基本性质有三个:磁滞回程、磁饱和、磁导率。

1. 磁滞回程磁滞回程是指当外磁场的强度逐渐增大时,其磁化强度也逐渐增大,但磁场达到一定强度时,材料的磁矩已经指向一个方向,因而磁矩增长变缓。

当外磁场开始减小时,材料的磁矩也随之减小,但磁场达到某一程度时,其磁矩并没有完全消失,只是改变方向。

这种依磁场强度变化的磁化特性称为磁滞回程。

2. 磁饱和磁饱和是指在某个外磁场下,材料磁化强度达到最大值,同时材料的磁导率也达到最大值。

此时磁化强度无法再随磁场强度增大而增大,称为磁饱和。

3. 磁导率磁导率是指在单位长度和单位磁场强度下,磁通量密度的变化量。

与电导率类似,单位为亨利/米。

二、磁性材料的分类磁性材料按磁悬的方向可分为沿着晶体轴向的单晶磁材料和沿着磁畴轴向的磁畴磁材料。

单晶磁材料是指晶体中存在着明显的磁畴并且沿着磁畴轴向呈单结构分布的材料。

磁畴磁材料是指晶体中存在着明显的磁畴并且沿着磁畴轴向呈多结构分布的材料。

单晶磁材料用于小型电动工具、制动器、声音电子元件、环路变压器、机械传动器、套管等方面。

磁畴磁材料用于高速电动机、高分辨率电磁开关、高强度电动工具、行星绕组等方面。

三、磁性材料的性能磁性材料的性能是指在不同的条件下,材料所表现出来的特殊物理性质,主要包括磁导率、磁饱和、剩磁、矫顽力、居里温度、热稳定性和加工性能等。

1. 磁导率磁导率是指在单位长度和单位磁场强度下,磁通量密度的变化量。

越大表示磁能的存储能力越大。

2. 磁饱和磁饱和是指在某个外磁场下,材料磁化强度达到最大值,同时材料的磁导率也达到最大值。

磁性材料相关知识概述

磁性材料相关知识概述

磁性材料相关知识概述磁性材料是一种特殊的材料,具有磁场或磁性,这使得它在很多领域得到了广泛应用。

从制造电气设备到医疗器械,磁性材料无处不在。

在本文中,我们会概述磁性材料的相关知识,包括磁性的起源、不同类型的磁性、磁性材料的应用和未来的发展趋势。

1. 磁性的起源磁性现象早在古代就已经被人们注意到了,但对于磁力的本质却认识不足。

直到16世纪,威廉·吉尔伯特通过一系列实验和研究,发现地球本身就是一个大磁体,而任何一个物质都有可能拥有磁性。

随着科学的发展,人们逐渐确定了电和磁之间的密切联系,发展出了电磁学,使得对磁性的研究更加深入。

现代的磁性研究主要集中在电子的微观结构和自旋运动等领域。

2. 不同类型的磁性目前,磁性材料主要分为三种类型:顺磁性、抗磁性和铁磁性。

顺磁性是指一些不具备自身磁矩但是受到磁场影响而表现出磁性的物质,例如铝、锌和铜等。

抗磁性是指那些在磁场中完全不表现出磁性的物质,例如黄金、银和铂等。

铁磁性是指那些自身就具有磁矩的物质,例如铁、镍和钴等。

铁磁性物质在外磁场的作用下呈现出不同程度的磁化,也会出现磁滞现象。

3. 磁性材料的应用磁性材料在很多领域中各有所长。

磁铁是最常见的应用磁性材料的例子,用于制造电机、发电机、电子设备、制冷设备等。

磁性材料也被用于医疗器械,例如磁共振成像MRI,利用人体组织对磁场的影响来生成影像。

磁性材料也广泛应用于信息存储,例如硬盘、U盘等存储设备。

在环保领域,磁性材料可以被用于污水处理和废弃物回收等方面。

4. 未来的发展趋势随着科技的不断进步,磁性材料的应用前景将更广阔。

例如,磁特性膜的发展,可以在电动汽车、太阳能电池和燃料电池等领域中代替传统的化石燃料;超导体技术的革新,可以提高能源的转化效率,缩短数据传输时间和降低能耗等等。

总结:磁性材料的研究和应用已经成为人们关注的焦点,其广泛应用和不断创新的技术可望解决现代社会的一系列问题。

在未来的发展中,磁性材料的应用前景将更加广泛和深入。

磁性材料的介绍

磁性材料的介绍
复合材料研究所
一、材料的磁性
磁学是一门既古老又年轻的学科,磁学基础研究与应用的需求互相促
进,在国防和国民经济中起着重要作用。 早期观点
• 安培分子电流:在磁介质中分子、

原子存在着一种环形电流(分子

电流),分子电流使每个物质微

粒都成为微小的磁体;在磁场中, 分子电流沿磁场方向排列,显磁

性。

复合材料研究所
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特点:直接发热,热效率高达90%; 炉面无明火,无烟无废气;电磁火力强 劲,安全可靠。
电磁炉
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第一个提出电磁炮概念并进行实验的是挪威伯克兰教授,1901年获得了专利。
l978 年 , 澳 大 利 亚 科 学 家在5米长的轨道炮上 (5.9千米/秒);现在弹丸 初速1.5-1.7千米/秒。
对磁导率。
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磁性材料的分类
磁性材料历史悠久,种类繁多,从不同角度可以将其分为许多类。目 前,在技术上得到大量应用的磁性材料有两类:一类是由金属和合金所组 成的金属磁性材料;另一类是由金属氧化物所组成的铁氧体磁性材料。这 两类材料因为各有特点而拥有其广阔的应用领域,它们之间不能完全互相 替代。
• 磁荷:磁介质的最小单元是磁偶
极子;介质处于磁场中产生一个
力矩,各磁偶极子在一定程度上
沿着磁场方向排列,显磁性。
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现代观点 物质的磁性来源于组成物质中原子的磁性。
原子核磁矩:约为电子磁矩1/2000
原子的磁矩
轨道磁矩
电子磁矩
自旋磁矩 材料的磁性主要来源于电子的轨道磁矩和自旋磁矩。
复合材料研究所
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按照形态分类:粉体材料、液体材料、块体材料和薄膜材料等。 按照用途分类:铁芯材料(如变压器、继电器)、磁头材料(录音机)、磁记 录材料(磁带、磁盘)、磁致伸缩材料(传感器)、磁屏蔽材料(通讯仪器、电 器)等。 按照磁性能分类:(1)软磁材料,其矫顽力较小,磁滞回线较窄;(2)硬磁 材料,其矫顽力较大,磁滞回线较宽;(3)矩磁材料,其剩磁大而矫顽力 小,磁滞回线为矩形。

稀土永磁材料的综述

稀土永磁材料的综述

稀土永磁材料综述摘要:磁性材料与我们的生活息息相关,磁性材料经历了从非稀土到稀土发展过程,本文综述了非稀土永磁材料的发展历程和第一代、第二代、第三代稀土永磁材料的发展史、分类、制造工艺及应用,并对稀土永磁材料发展现状做出展望与总结。

关键词:稀土;磁性材料;工艺;应用Review of rare earth permanent magnet materialsAbstract: Magnetic materials is closely linked with our life,magnetic materials has experienced from non rare earth to rare earth permanent magnetic materials. This paper summarized the development of non rare earth permanent magnetic materials and development history, classification , manufacturing process and application of the first generation, second generation,the third generation rare earth permanent magnetic material.In the end the development and prospect status of rare earth permanent magnetic materials was given.Keywords: rare earth; magnetic material; technology;application0绪论磁性材料是一种古老而年轻的、用途广泛的基础功能材料,在长期的发展过程中,其应用已经渗透到了国民经济和国防的各个方面,磁性材料本身也得到了很大的发展。

什么是磁性材料

什么是磁性材料

什么是磁性材料
磁性材料是指在外加磁场作用下,能够产生磁化现象并保持磁化状态的材料。

磁性材料是一类特殊的材料,其在现代工业和科学技术中具有广泛的应用。

磁性材料根据其磁性特性可以分为铁磁材料、铁氧体材料、铁氧氮材料、软磁材料和硬磁材料等不同类型。

铁磁材料是一类具有较强磁性的材料,主要包括铁、镍、钴和它们的合金。


磁材料在外加磁场下能够产生明显的磁化现象,并且在去除外加磁场后能够保持一定的磁化强度,因此在电机、变压器、传感器等领域有着重要的应用。

铁氧体材料是一类氧化铁和其他金属氧化物的复合材料,具有良好的磁导率和磁饱和感应强度,被广泛应用于电子、通讯、医疗等领域。

铁氧氮材料是一类铁氧体材料和氮化物的复合材料,具有高饱和磁感应强度和
低磁导率的特点,被广泛应用于磁记录材料、磁存储材料等领域。

软磁材料是一类在外加磁场下能够迅速磁化和退磁的材料,主要包括硅钢、镍铁合金等,具有低磁滞回线和低磁导率的特点,被广泛应用于变压器、电感器、传感器等领域。

硬磁材料是一类在外加磁场下难以磁化和退磁的材料,主要包括氧化钴、氧化镍、氧化铁等,具有高矫顽力和高剩磁感应强度的特点,被广泛应用于磁记录材料、磁存储材料、磁传感器等领域。

总的来说,磁性材料在现代工业和科学技术中具有重要的地位和作用,其种类
繁多,性能各异,广泛应用于电机、变压器、传感器、电子、通讯、医疗、磁记录材料、磁存储材料等领域。

随着科学技术的不断发展,磁性材料的应用领域将会更加广泛,性能将会更加优越,为人类社会的发展进步做出更大的贡献。

磁性材料的特性和应用

磁性材料的特性和应用

磁性材料的特性和应用磁性材料是一类具有一定磁性的材料,分为软磁性材料和硬磁性材料。

软磁性材料在外界施加磁场后,可以被磁化并且很容易地回到无磁状态。

而硬磁性材料的磁化强度很高,难以被磁场消除。

本文将从磁性材料的特性、应用范围以及未来发展方向三个方面来探讨磁性材料。

一、磁性材料的特性磁性材料的特性与其晶体结构和电子结构有关。

许多磁性材料在晶体结构中存在一个不规则的磁矩分布,即局部原子磁性。

磁常数和局部磁矩是磁性材料磁性的决定因素之一。

对于磁性材料来说,其磁性特性可以通过磁滞回线来描述,磁滞回线的形状与光电效应和电子排布有关。

当磁场方向改变,磁滞回线的形状也会发生改变。

不同的磁性材料具有不同的磁和电性能。

常用的软磁性材料有普通低碳钢和硅铁,其磁导率和电阻率都比较低。

而硬磁性材料如氧化铁、氧化钴、钕铁硼等,则具有较高的磁导率和电阻率。

磁性材料可以在不同强度的磁场下发挥其磁性能。

二、磁性材料的应用磁性材料具有广泛的应用范围,主要用于电机、能源、通讯和医疗领域。

1. 电机领域磁性材料主要用于制造各种类型的电机,如交流电机、直流电机、步进电机等。

这些电机分别由不同的磁性材料制成,如氧化钴、铝镍钴、钕铁硼等,其磁性能与其应用相关。

2. 能源领域在能源领域,磁性材料主要用作电池、电容器、电感器等元件的中心部分,以提高其阻抗和磁特性。

其中,氮化硼磁钢是一种新型的软磁性材料,具有高的磁导率和低的磁滞损耗,被广泛应用于高频变压器、电源滤波器等。

3. 通讯领域在通信行业中,磁性材料主要用于制造电感器和滤波器。

电感器用于通讯电路中,以实现信号的传输和接收。

滤波器用于保护通讯设备,以避免噪音和电磁干扰。

4. 医疗领域磁性材料还被广泛应用于医疗领域,如用于医疗成像、磁治疗和磁控释药等。

其中,磁共振成像技术是一种重要的医疗成像技术,它利用磁性材料对人体内部结构的不同组织和器官的特异性影响,以实现对人体内部结构的影像诊断。

三、磁性材料的未来发展方向随着科技的不断发展,磁性材料也在不断更新换代。

磁材基础知识简介

磁材基础知识简介

1.磁性材料简介磁性材料是指由过渡金属元素铁、钴、镍及其合金等组成的能够直接或间接产生磁性的物质。

根据物质在外磁场中表现出的特性,物质的磁性可分为五类:顺磁性、抗磁性、铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性。

我们把顺磁性和抗磁性物质称为弱磁性物质,把铁磁性和亚铁磁性物质称为强磁性物质。

通常所说的磁性材料是指强磁性物质。

磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁材料和硬磁材料。

磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁材料,不容易去磁的物质叫硬磁材料,也称为永磁材料。

软硬磁材料最明显的区别就是矫顽力,一般来讲软磁材料的矫顽力较小,硬磁材料的矫顽力较大。

通常软磁材料的矫顽力小于80 A/m,而永磁材料的矫顽力则大于4000 A/m。

磁性材料按使用又可分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。

功能磁性材料主要有磁致伸缩材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁泡材料、磁光材料、旋磁材料以及磁性薄膜材料等。

磁性材料的磁化过程可通过磁滞回线来表示。

图1和1’分别为软磁材料和永磁材料的磁滞回线。

其中Bs表示饱和磁感应强度,Br表示剩磁,Hc表示矫顽力。

图中可以看出,软磁材料和硬磁材料最明显的区别就在于,硬磁材料的矫顽力远大于软磁材料。

图1 磁性材料的磁滞回线1:软磁材料的磁滞回线,1’:硬磁材料的磁滞回线;Hc、Hc’:矫顽力;Bs、Bs’:饱和磁感应强度;Br、Br’:剩磁。

1.1 磁性材料各性能参数(1)饱和磁感应强度Bs:是指磁体被磁化至饱和状态时的磁感应强度,其大小取决于材料的成分,与其他外在条件无关。

它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。

(2)剩余磁感应强度Br:磁性材料经磁化至技术饱和,去掉外磁场后所保留的表面场Br, 称为剩余磁感应强度。

简称剩磁,用Br表示,单位为特斯拉(T)或高斯(Gs),换算关系为1 T=10000 Gs。

(3)矫顽力Hc:磁性材料在饱和磁化后,当外磁场退回到零时其磁感应强度B 并不退到零,只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到零,该磁场称为矫顽磁场,又称矫顽力。

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铁氧体磁芯与粉末磁芯综述摘要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。

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。

目录一、组成与分类 (1)二、材料特性 (3)三、磁芯材料的基本参数 (4)四、主要性能指标 (7)五、磁芯的形状 (8)六、主要应用 (9)一、组成与分类[1]1.铁氧体磁芯铁氧体是一种暗灰色或者黑色的陶瓷材料。

铁氧体的化合物是MeFe2O4,这里Me代表一种或几种二价的金属元素,例如,锰、锌、镍、钴、铜、铁或镁。

这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能,但是如果超出某个温度值,磁性将失去,这个温度称为居里温度(T c)。

铁氧体材料非常容易磁化,并且具有相当高的电阻率。

这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。

高频铁氧体磁性材料主要可分为两大类:锰锌(MnZn)铁氧体材料和镍锌(NiZn)铁氧体材料。

比较而言,NiZn材料的电阻率较高,一般认为在高频应用场合下具有较低的涡流损耗。

但是最近的研究表明,如果颗粒的尺寸足够小而且均匀,在几兆赫兹范围内MnZn 材料显示出较NiZn材料更为优越的特性,例如,TDK公司的H7F 材料以及MAGNETICS公司的K材料就是采用这种技术,适用于兆赫兹工作频率下工作的新型铁氧体材料。

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。

12.粉末磁芯粉芯材料是将一些合金原料研磨成精细的粉末状颗粒,然后在这些颗粒的表面覆盖上一层绝缘物质(它用来控制气隙的尺寸,并且降低涡流损耗),最后这些粉末在高压下形成各种磁芯形状。

由于原料成分的不同,粉芯材料又可分为铁粉芯、钼坡莫合金粉芯(MPP)和高磁通粉芯(铁镍磁粉芯)等材料。

铁粉芯是所有粉芯材料中最为便宜的材料,磁导率一般在4~80左右。

由于颗粒之间相互都绝缘,与硅钢片相比虽然涡流损耗被大大地降低,但高频情况下由损耗导致的温升仍很高。

MPP磁芯的相对磁导率一般在14~350,饱和磁感应强度为 0.7T 左右。

在现有的粉芯材料中,MPP具有损耗低、温度稳定性好的优势。

此外,它也是磁导率选择范围最广的粉芯材料。

但是由于镍的含量高,所以它也是最昂贵的粉芯材料。

高磁通粉芯是一种气隙均匀分布的磁环,由50%镍和50%铁合金粉末制成,它的相对磁导率一般在14~200。

高磁通粉芯的饱和磁感应强度高达1.5T,而一般MPP为0.7T,铁氧体为0.45T。

与铁粉芯相比,高磁通粉芯的磁损大大地降低,又由于高饱和磁感应强度,该磁芯使得绝大多数场合下铁粉环尺寸降低成为可能。

表1所示为(纯)铁粉芯、高磁通磁粉芯、铁硅铝粉芯、铁镍钼磁粉芯和铁氧体磁芯的磁芯材料成分组成。

23表1不同磁性材料的组成成分二、材料特性[2]1.铁氧体磁芯这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能,但是如果超出某个温度值,磁性将失去,这个温度称为居里温度(Tc )。

铁氧体材料非常容易磁化,并且具有相当高的电阻率。

这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。

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。

(纯)铁粉芯 高磁通 磁粉芯铁硅铝粉芯 钼坡莫合金磁粉芯 铁氧体磁芯 磁芯材料基本成分组成 100%铁粉50%镍和50%铁合金粉 85%铁9%硅和6%铝合金粉 80%镍20%铁 锰锌氧化物与铁氧化物的陶瓷状结合体2.粉末磁芯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,这种磁芯一方面可以隔绝涡流,适用于较高频率;另一方面又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,因此主要用于高频电感。

常用铁粉芯的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。

坡莫合金粉芯的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。

高磁通磁粉芯的相对磁导率一般在14~200。

高磁通粉芯的饱和磁感应强度高达1.5T,而一般MPP 为0.7T,铁氧体则为0.45T。

铁硅铝粉芯可在8kHz以上频率下使用;饱和磁感应强度在1.05T 左右;相对导磁率从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具有更高的DC偏压能力。

三、磁芯材料的基本参数[2]1.初始磁导率μi初始磁导率是磁性材料的磁化曲线始端磁导率的极限值,即45H BH i lim 001→=μμ式中70104-⨯=πμH/m 为真空磁导率,H 为磁场强度(单位:A/ m ),B 为磁感应强度(单位:T )。

初始磁导率i μ与温度和频率有关。

2.有效磁导率μe在闭合磁路中,磁芯的有效磁导率为 7e 2e 104⨯⨯=A l NL πμ 式中L 为线圈的自感量(mH );N 为线圈匝数;e A l 为磁芯常数,是磁路长度l 与磁芯截面积A e 的比值(单位:mm -1)。

3.饱和磁感应强度B s在指定温度(25℃或100℃)下,用足够大的磁场强度磁化磁性物质,磁化曲线接近水平线(见图1)时,不再随外磁场强度增大而明显增大对应的B 值,称饱和磁感应强度B s 。

图1 磁性材料磁滞回线4.剩余磁感应强度B r铁磁物质磁化到饱和后,又将磁场强度下降到零时,铁磁物质中残留的磁感应强度即为B r,称为剩余磁感应强度,简称剩磁。

5.矫顽磁力H c磁芯从饱和状态去除磁场后,需要一定的反向磁场强度-H c,使磁感应强度减小到零,此时的磁场强度H c称为矫顽磁力(或保磁力)。

6.居里温度T c居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度。

低于居里温度时该物质成为铁磁体,此时和材料有关的磁场很难改变。

当温度高于居里温度时,该物质成为顺磁体,磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。

7.磁芯损耗(铁耗)P c磁芯损耗是指磁芯在工作磁感应强度时的单位体积损耗。

磁芯损耗包括:磁滞损耗、涡流损耗、殘留损耗。

磁滞损耗是每次磁化所消耗的能量,正比于磁滞回线的面积;涡流损耗是交变磁场在磁芯中产生环流引起的欧姆损耗;残留损耗是由磁化弛豫效应或磁性滞后效应引起的损耗。

前两项是磁芯损耗的主要部分。

6四、主要性能指标当进行一般的设计这种研究时,磁元件设计师有三个标准的词汇:成本、体积和性能,能综合的解决好其中的两个就能达到很好的效果。

现在磁元件工程师设计的磁元件都工作在从音频范围以下到兆赫范围。

目前,工程师在工作中所用的磁性材料有硅钢、铁氧体、粉末磁芯、镍铁等主要的几种材料,工程师将根据其设计要求的磁特性从上述几种材料中进行比较选择。

针对磁性材料,主要的磁特性有:饱和磁感应强度B s、磁导率、电阻率(磁芯损失)、剩磁B r、矫顽力H c 和居里温度。

下面的表2给出了铁氧体磁芯和粉末磁芯的主要性能指标[1]:表2 铁氧体磁芯和粉末磁芯的主要性能指标铁粉芯高磁通磁粉芯铁硅铝粉芯铁镍钼磁粉芯铁氧体磁芯磁导率范围3-100 14-160 26-125 14-350 由气隙尺寸决定磁密B s/T 0.5-1.4 1.5 1 0.65-0.82 0.3-0.5 居里温度(o C)750 500 740 450 200 最大工作温度(o C)75-130 130-200 130-200 130-200 130-200 DC矫顽力(H c/O e) 5.0-9.0 80 6.15 8.5 0.04-0.57五、磁芯的形状[1]铁氧体磁芯有许多不同的形状。

这些形状各异的磁芯各有其特点,适用于制作各种磁性元件。

1.磁环磁芯从磁的角度而言,磁环也许是最佳选择,因为磁环的磁路是一个封闭的形状,因此铁氧体的性能可以最为充分地发挥出来。

尤其是对于高磁导率的铁氧体材料,哪怕是一点点气隙都会使得磁导率显著下降。

磁环主要应用于脉冲变压器、磁放大器、干扰抑制线圈(共模电感)等场合。

磁环在特定功率处理能力下是最便宜的磁性元件之一,但是磁环的绕制却是最困难的。

2.罐型磁芯罐型磁芯最初是为通信滤波电感而设计的,磁芯几乎包围了所有的线包和骨架,这种结构很好地屏蔽了外部的电磁噪声(EMI)。

罐型磁芯的成本要高于其他形状的磁芯,此外其散热性能较差,所以至今还没有适用于大功率场合的产品。

3.E型磁芯E型磁芯较罐型磁芯便宜,易于绕制,安装方便。

E型磁芯的骨架有立式和卧式两种,立式骨架占用PCB板面积较小但高度很大,卧式骨架正好相反。

E型成为最为常用的磁芯形状。

可以说EE型磁8芯和EI型磁芯具有相同的外形,相同的尺寸,相同的骨架,仅仅在漏磁场分布存在差异,适用于制作开关电源变压器。

4.EC磁芯EC磁芯介于E型与罐型之间,窗口面积较大(较罐型磁芯而言),有风道,利于散热。

相同面积下圆形中心柱的周长比方形中心柱省11%,减少了铜损,并且绕制的时候圆形要比方形方便。

5.PQ磁芯PQ磁芯主要是为开关电源设计的,能在最小的磁心尺寸下获得最大的电感量和线包面积,因此这种磁芯能在最小的高度与体积情况下输出最大的功率。

6.其他外形磁芯六、主要应用[3-4]铁氧体材料的主要应用频率范围是10kHz-1GkHz,它波及音频、高频及超高频。

MnZn铁氧体一般在100kHZ以下的频率使用。

CuZn、NiZn铁氧体在100kHz~10MHZ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。

铁粉芯一般用于较低开关频率的场合。

铁粉芯的饱和磁感应强度一般在1特斯拉(T)左右。

由于MPP磁芯在所有粉芯材料中磁损最9低,所以它特别适合应用于反激电路,Buck/Boost以及功率因数校正电路,此外均匀分布的气隙使铜损大大降低。

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