非晶、纳米晶软磁合金磁芯介绍
非晶纳米晶软磁材料都有哪些
如果金属或合金的凝固速度非常快(例如用每秒高达一百万度的冷却速率将铁-硼合金熔体凝固),原子来不及整齐排列便被冻结住了,其排列方式类似于液体,是混乱的,这就是非晶合金。
非晶纳米晶软磁材料都有哪些?您可以咨询安徽华晶机械有限公司,下面小编为您简单介绍,希望给您带来一定程度上的帮助。
非晶软磁合金材料的种类:1、铁基非晶合金铁基非晶合金:主要元素是铁、硅、硼、碳、磷等。
它们的特点是磁性强(饱和磁感应强度可达1.4-1.7T )、磁导率、激磁电流和铁损等软磁性能优于硅钢片,价格便宜,最适合替代硅钢片,特别是铁损低(为取向硅钢片的1/3-1/5),代替硅钢做配电 变压器可降低铁损60-70%。
铁基非晶合金的带材厚度为0.03毫米左右,广泛应用于中低频变压器的铁心(一般在10千赫兹以下),例如配电变压器、中频变压器、大功率电感、电抗器等。
2、铁镍基非晶合金铁镍基非晶合金:主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成,它们的磁性比较弱(饱和磁感应强度大约为1T以下),价格较贵,但磁导率比较高,可以代替硅钢片或者坡莫合金,用作高要求的中低频变压器铁心,例如漏电开关互感器。
3、钴基非晶合金钴基非晶合金:由钴和硅、硼等组成,有时为了获得某些特殊的性能还添加其它元素,由于含钴,它们价格很贵,磁性较弱(饱和磁感应强度一般在1T以下),但磁导率极高,一般用在要求严格的军工电源中的变压器、电感等,替代坡莫合金和铁氧体。
4、纳米(超微晶)软磁合金材料由于非晶合金中原子的排列是混乱无序的这种特殊结构,使得非晶合金具有一些独特的性质。
安徽华晶机械有限公司位于安庆长江大桥经济开发区。
是人民解放军第4812工厂全资子公司。
公司经营以机械制造为主,拥有各类专业生产、检验试验设备94台(套),涉及铸造、橡胶制品、压力容器、制造等多个行业,主要从事非晶软磁设备、空压机及气源设备、橡胶件(含特种橡胶件)、餐余垃圾处理设备、铸件、机械加工等产品的研制、生产、经营和服务。
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金
钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金一.磁性材料的基本特性. 磁性材料的磁化曲线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。
. 软磁材料的常用磁性能参数和磁感应强度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。
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。
形比:Br∕Bs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)。
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。
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。
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。
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,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:功率耗散(mW)/表面积(cm2). 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换设计软磁器件时,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。
非晶纳米晶磁环
非晶纳米晶磁环
非晶纳米晶磁环是一种新型的磁性材料,具有优异的磁性能和热稳定性。
它由非晶态和纳米晶态两种结构组成,具有高饱和磁感应强度、低磁滞损耗和高温稳定性等优点。
非晶纳米晶磁环的研究和应用在电子、通信、汽车、医疗等领域具有广泛的应用前景。
非晶纳米晶磁环的制备方法主要有溶液法、气相法、快速凝固法等。
其中,快速凝固法是目前最常用的制备方法之一。
该方法通过快速冷却熔融金属,使其形成非晶态结构,再通过热处理使其转变为纳米晶态结构。
这种制备方法具有工艺简单、成本低、生产效率高等优点。
非晶纳米晶磁环的应用主要包括电感器、变压器、电机、传感器等领域。
其中,电感器是非晶纳米晶磁环的主要应用领域之一。
由于其高饱和磁感应强度和低磁滞损耗,非晶纳米晶磁环可以用于制造高性能的电感器,提高电感器的效率和稳定性。
此外,非晶纳米晶磁环还可以用于制造高性能的变压器和电机,提高其效率和功率密度。
总之,非晶纳米晶磁环是一种具有广泛应用前景的新型磁性材料。
随着制备技术的不断发展和完善,其性能和应用领域将得到进一步拓展和提高。
未来,非晶纳米晶磁环将在电子、通信、汽车、医疗等领域发挥越来越重要的作用。
非晶纳米晶磁芯
非晶纳米晶磁芯引言非晶纳米晶磁芯是一种新型的磁性材料,具有优异的磁性能和应用潜力。
它在电子设备、能源转换和储存等领域具有广泛的应用前景。
本文将从非晶材料的基本特性、制备方法、磁性能以及应用方面进行详细介绍。
非晶材料的基本特性非晶材料是指没有明确的晶体结构,具有无序排列的原子结构。
相对于传统的多晶材料,非晶材料具有以下几个基本特性:1.高硬度:非晶材料由于原子排列无序,其内部不存在长程有序结构,因此具有较高的硬度。
2.低磁滞损耗:非晶材料由于没有明确的磁畴结构,可以有效降低磁滞损耗。
3.宽工作温度范围:非晶材料具有较高的玻璃化转变温度,可以在较宽的温度范围内工作。
4.优异的软磁性能:非晶材料具有较高的饱和磁感应强度和低的矫顽力,适用于高频应用。
非晶纳米晶磁芯的制备方法非晶纳米晶磁芯的制备方法主要包括物理气相沉积法、溶液法和快速凝固法等。
1.物理气相沉积法:该方法通过在惰性气体环境中将金属材料蒸发,然后在基底上沉积形成非晶纳米晶薄膜。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的均匀性和良好的磁性能。
2.溶液法:该方法是将金属盐溶液与还原剂混合,通过控制反应条件使金属离子还原并沉积形成非晶纳米晶材料。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的化学均匀性和可扩展性。
3.快速凝固法:该方法通过将金属材料迅速冷却至超过其玻璃化转变温度以下,使其形成非晶态结构。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的饱和磁感应强度和低的矫顽力。
非晶纳米晶磁芯的磁性能非晶纳米晶磁芯具有优异的磁性能,包括高饱和磁感应强度、低矫顽力、低磁滞损耗和宽工作温度范围等。
1.高饱和磁感应强度:非晶纳米晶材料由于其无序排列的原子结构,使得其具有较高的饱和磁感应强度。
这使得非晶纳米晶磁芯在高频应用中具有更好的性能。
2.低矫顽力:非晶纳米晶材料由于其无序结构,使得其具有较低的矫顽力。
这使得非晶纳米晶磁芯在电源变换器等高频电路中表现出更好的性能。
3.低磁滞损耗:非晶纳米晶材料由于没有明确的磁畴结构,可以有效降低磁滞损耗。
非晶软磁材料
非晶软磁材料
非晶软磁材料是一类具有优异磁性能和热稳定性的材料,广泛应用于电力电子、通信、医疗器械等领域。
相比于晶体软磁材料,非晶软磁材料具有更高的饱和磁感应强度和低的磁滞回线,因此在高频应用中具有更好的性能。
本文将对非晶软磁材料的特性、制备方法以及应用进行介绍。
首先,非晶软磁材料具有优异的软磁性能。
其具有高饱和磁感应强度和低的磁
滞回线,能够有效降低磁芯损耗,提高电磁转换效率。
同时,非晶软磁材料还具有良好的热稳定性和化学稳定性,能够在恶劣环境下稳定工作。
其次,非晶软磁材料的制备方法主要包括溅射法、快速凝固法和溶液法等。
其中,溅射法是将金属靶材置于真空室中,通过离子轰击使金属原子蒸发并沉积在基底上,形成非晶薄膜。
快速凝固法是将金属液体迅速冷却至玻璃化温度以下,形成非晶态结构。
溶液法则是将金属盐溶解在溶剂中,通过化学反应得到非晶材料。
最后,非晶软磁材料在电力电子、通信和医疗器械领域有着广泛的应用。
在电
力电子领域,非晶软磁材料被广泛应用于变压器、电感器等元器件中,能够提高能量转换效率,减小体积和重量。
在通信领域,非晶软磁材料被用于制备高频变压器和电感器,能够提高信号传输质量。
在医疗器械领域,非晶软磁材料被用于制备医疗设备中的电感器和传感器,能够提高设备的性能和稳定性。
总之,非晶软磁材料具有优异的磁性能和热稳定性,制备方法多样,应用领域
广泛。
随着科技的不断发展,非晶软磁材料将在更多领域发挥重要作用,为人类社会的进步做出贡献。
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金一.磁性材料的大体特性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 的转变曲线称为磁化曲线(M~H 或B~H曲线)。
磁化曲线一般来讲是非线性的,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达到一个肯定的饱和值Ms,继续增大H,Ms维持不变;和当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并非恢复为零,而是沿MsMr曲线转变。
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. 软磁材料的常常利用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成份,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,取决于材料的成份及缺点(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,转变成顺磁性,该临界温度为居里温度。
它肯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的方式是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方式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,首先要按照电路的要求肯定器件的电压~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。
纳米晶磁芯和非晶磁芯-概述说明以及解释
纳米晶磁芯和非晶磁芯-概述说明以及解释1.引言1.1 概述磁芯作为电子器件中的重要组成部分,其性能对设备的工作稳定性和效率起着至关重要的作用。
在磁芯的不断研发和改良过程中,纳米晶磁芯和非晶磁芯成为了研究的热点。
纳米晶磁芯是一种由纳米级晶粒组成的磁性材料,其在磁性能、导磁性和饱和磁感应强度方面具有显著的优势。
相比于传统的晶体磁芯,纳米晶磁芯具有更高的饱和磁感应强度、更低的磁导率和较小的矫顽力损耗。
这些特点使得纳米晶磁芯在高频应用领域具有广阔的市场前景,尤其适用于电力电子设备、通信设备以及电动车等领域。
非晶磁芯是一种非晶态材料,其具有无定形的结构特点。
相比于晶态材料,在非晶磁芯中,原子的排列更加无规律,形成了非晶态结构。
非晶磁芯具有低的矫顽力损耗、高的导磁性能和较高的饱和磁感应强度,尤其适用于高频应用。
目前,非晶磁芯广泛应用于变压器、电感器、磁存储器以及电力传输和变换装置等领域。
本篇文章将对纳米晶磁芯和非晶磁芯的特点和应用进行详细阐述,并对两者进行对比分析。
同时,还将展望纳米晶磁芯和非晶磁芯在未来的发展趋势和应用前景。
通过深入了解纳米晶磁芯和非晶磁芯的特点和应用,我们可以更好地理解它们对电子器件性能的影响,以及它们在各个领域中的潜在应用价值。
1.2 文章结构文章结构部分的内容:本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了纳米晶磁芯和非晶磁芯的研究背景和意义,并介绍了本文的目的和结构。
正文部分主要分为纳米晶磁芯和非晶磁芯两个小节。
在纳米晶磁芯小节中,将详细介绍纳米晶磁芯的特点和应用。
特点方面,将分析其磁性能、热稳定性、晶粒尺寸等方面的优势。
应用方面,将介绍纳米晶磁芯在电力系统、电子设备等领域的具体应用情况。
在非晶磁芯小节中,将详细介绍非晶磁芯的特点和应用。
特点方面,将分析其饱和磁化强度、磁导率、磁滞损耗等方面的特点。
应用方面,将介绍非晶磁芯在变压器、电感器等领域的具体应用情况。
结论部分将对比纳米晶磁芯和非晶磁芯的优势与劣势,总结各自的适用范围和特点。
纳米晶材料
非晶、纳米晶软磁材料 宽频恒磁导率纳米晶材料特性 应用案例
大有科技介绍
一、非晶、纳米晶软磁材料
● 非晶合金的概念
※晶体(态):原子、有序的、规则的、远程有序 ※非晶体(态):急冷、“冻结”、不完整的晶格、远程无序、玻璃态 ※非晶合金又称金属玻璃
● 非晶合金材料特征
一、非晶、纳米晶软磁材料
※抗化学腐蚀能力强
宽频恒导共模磁芯的优点: 1. 具有更高的抗饱和能力,具有优异抗DC-Bias性能; 2. 在整个较宽的频段有很好的电感量衰减性能; 3. 具有良好的温度特性。
● 偏流特性曲线对比
二、宽频恒导纳米晶材料特性
10KHZ时的偏流对比 u-H
【说明】不同体积的磁芯,u(%)-H曲线的拐点会有不同。 磁芯体积越大,抗饱和能力越强,u-H曲线的拐点越会往后移
● 温度特性曲线
二、宽频恒导纳米晶材料特性
影响温度特性曲线的因素: 1.固定胶 2.磁芯涂层(仅对喷涂产品) 3.磁芯填充系数 4.带材密度不均 5.测量误差
● 温度特性曲线
二、宽频恒导纳米晶材料特性
【说明】 因各个因素的相互作用,实测的温度曲线,在局部可能会呈
现不规律的现象。 不同的磁芯测试时,甚至可能出现变化趋势上的不一致。 总的来说,磁导率越高,受温度的影响越大。
100KHZ时ui可达到16000-23000 适用于感量要求较高的场合作共模电感
1K107G: 具有良好的u-F特性
1KHZ时ui可达20000-38000,u-F曲线下降 缓慢
100KHZ时ui可达到18000-20000 抗饱和能力强
相同体积相同圈数时,抗饱和能力远优 于1K107B;适用于电流不平衡或较小DC偏流 的条件下作EMC滤波
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金一.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。
话题:磁放大器的典型应用电路
话题:磁放大器的典型应用电路磁放大器能使开关电源得到精确的控制,从而提高了其稳定性。
磁放大器磁芯可以用坡莫合金,铁氧体或非晶,纳米晶(又称超微晶)材料制作。
非晶、纳米晶软磁材料因具有高磁导率,高矩形比和理想的高温稳定性,将其应用于磁放大器中,能提供无与伦比的输出调节精确性,并能取得更高的工作效率,因而倍受青睐。
非晶、纳米晶磁芯除上述特点外还具备以下优点:1)饱和磁导率低;2)矫顽力低;3)复原电流小;4)磁芯损耗少;磁放大输出稳压器没有采用晶闸管或半导体功率开关管等调压器件,而是在整流管输出端串联了一个可饱和扼流圈(如图6所示),所以它的损耗小。
由图6可知,磁放大稳压器的关键是可控饱和电感Lsr和复位电路。
可控饱和电感是由具有矩形B H回线的磁芯及其上的绕组组成,该绕组兼起工作绕组和控制绕组的作用。
复位(RESET)是指磁通到达饱和后的去磁过程,使磁通或磁密回到起始的工作点,称为磁通复位。
由于磁放大稳压器所用的磁芯材料的特点(良好的矩形B H回线及高的磁导率),使得磁芯未饱和时的可控饱和电感对输入脉冲呈现高阻抗,相当于开路,磁芯饱和时可控饱和电感的阻抗接近于0,相当于短路。
目前开关电源工作频率已提到几百kHz以上,磁放大器在开关电源中的广泛应用对软磁材料提出了更高的要求。
在如此高的频率下,坡莫合金由于电阻率太低(约60μΩ·cm)导致涡流损耗太大,造成温升高,效率降低,采用超薄带和极薄带虽能有所改善,但成本将大幅度上升;铁氧体具有很高的电阻率(大于105μΩ·cm),但其Bs过低,居里点也太低。
由于工作环境恶劣,对材料的应力敏感性、热稳定性等都有严格要求,上述材料是很难满足要求的。
图6 磁放大输出稳压电路图7 辅路带磁放大器的典型应用电路图8 完全利用磁放大器的稳压电路非晶合金的出现大大丰富了软磁材料。
其中的钴基非晶合金具有中等的饱和磁感应强度,超微合金具有较高的饱和磁感应强度,它们都具有极低的饱和磁致伸缩系数和磁晶各向异性。
1K107非晶纳米晶材料及应用
纳米晶与铁氧体铁芯性能比较
基本参数
饱和磁感Bs(T)
剩余磁感Br(T)(20KHz) 铁损(20KHz/0.2T)(W/Kg
) 铁损(20KHz/0.5T)(W/Kg
) 铁损(50KHz/0.3T)(W/Kg
) 导磁率(20KHz)(Gs/Oe)
矫顽力 Hc(A/m) 饱和磁致伸缩系数(×10-6
27
精选2021版课件
高压电流互感器铁芯
❖ 性能特点:
- 高磁导率 -减小电流互感器测量误差 - 高饱和磁感应强度 -比坡莫合金电流互感器尺寸小、重量轻 - 优越的温度稳定性―长时间工作在-55~130度 - 低损耗-可替代坡莫合金的理想材料
28
精选2021版课件
零序电流互感器铁芯
❖ 产品应用 • 漏电保护开关用互感器环状铁芯
原子排列
硅钢片
非晶材料
10
精选2021版课件
磁滞回线比较
❖ 图中曲线所包围的封闭面积代表磁性材料在磁场交替循 环中以热的形态散失的能量
11
精选2021版课件
12
精选2021版课件
不同软磁材料的磁性能
13
精选2021版课件
非晶合金与硅钢的主要性能比较
饱和磁感应强度 矫顽力 居里温度 单位铁损 (1.3T,50Hz) 电阻率 密度 维氏硬度 饱和磁致伸缩系数 最大导磁率 厚度
❖ 应用领域(用于功率因数的校正 ) • 直流变频空调中PFC • UPS不间断电源中PFC • SMPS开关电源中PFC • 等离子电视中PFC • 逆变电路中PFC
性能特点 • 用铁基非晶带材制造,铁芯开 口,具有优良的恒电感特性和抗 直流偏磁能力,损耗低。
非晶纳米晶软磁材料在哪些领域应用最广泛?
非晶纳米晶软磁材料在哪些领域应用最广泛?
目前我国的软磁材料应用方面,非晶纳米晶材料已经成功的在通讯、工业等领域拥有了一席之地,也已经与铁芯材料等传统意义上的软性磁材料有了根本性的区分。
凭借着自身优越的性能和高饱和磁感,非晶纳米晶材料开始逐渐受到了中国生产生们的青睐。
今天我们就来通过对实例的分析,来看一下非晶纳米晶材料在哪些领域的应用最为广泛。
首先我们来看一下这一新型软磁材料在电力领域的应用情况。
在我国的电力应用领域,目前配电变压器铁芯多数采用的是铁基非晶合金。
随着我国自主研发的高频逆变技术逐渐走向成熟,传统的大功率线性电源开始逐渐的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。
纳米晶软磁合金同时具有高饱和磁感和很低的高频损耗,且热稳定性好,是大功率开关电源用软磁材料的最佳选择。
目前在逆变焊机电源中纳米晶合金已经获得广泛应用,在通讯、电动交通工具、电解电镀等领域用开关电源中的应用也正在研发和普及当中。
其次,非晶纳米晶软磁材料也广泛的应用在计算机和通讯技术领域之中。
随着国内计算机以及通讯技术的迅速发展,加之智能化产品的不断推陈出新,无论是消费者还是生产厂商,都对小尺寸、轻重量、高可靠性和低噪音的开关电源和网络接口设备的需求越来越高。
因此,在开关电源和接口设备中增加了大量高频磁性器件。
纳米晶非晶材料恰恰是能够充分满足以上要求的特殊软磁材料,因此该种类型的新型材料已经开始快速取代传统的纯铁和铁硅系合金材料。
结论。
非晶超微晶(纳米晶)合金知识简介
非晶超微晶(纳米晶)合金知识简介非晶超微晶(纳米晶)合金知识简介铁基纳米晶合金是由铁元素为主,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10-20纳米的微晶,弥散分布在非晶态的基体上,被称为超微晶或纳米晶材料. 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(8万)、低Hc(0.32A/M), 高磁感下的高频损耗低(P0.5T/20kHz=30W/kg),电阻率为80 微欧厘米,比坡莫合金(50-60微欧厘米)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,最佳频率范围: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、互感器铁芯、漏电保护开关、共模电感铁芯.等.非晶合金的特点及分类非晶合金是一种导磁性能突出的材料,采用快速急冷凝固生产工艺,其物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列,它与硅钢的晶体结构完全不同,更利于被磁化和去磁。
典型的非晶态合金含80%的铁,而其它成份是硼和硅。
非晶合金材有下列特点:(1)非晶合金铁芯片厚度极薄,只有20至30um,填充系数较低,约为0.82。
(2)非晶合金铁芯饱和磁密低。
(3)非晶合金的硬度是硅钢片的5倍。
(4)非晶合金铁芯材料对机械应力非常敏感,无论是张引力还是弯曲应力都会影响其磁性能。
(5)非晶合金的磁致伸缩程度比硅钢片高约10%,而且不宜过度夹紧。
非晶合金具有的高饱和磁感应强度、低损耗(相当于硅钢片的1/3~1/5)、低矫顽力、低激磁电流、良好的温度稳定性等特点。
非晶合金可以从化学成分上划分成以下几类:(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),铁基非晶合金与硅钢的损耗比较: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%。
非晶磁环磁芯铁芯
非晶磁环磁芯铁芯非晶磁环磁芯铁芯是一种新型的磁性材料,具有优异的磁性能和电性能,广泛应用于电力电子、通信、计算机、汽车电子等领域。
下面将从材料特性、制备工艺、应用领域等方面进行介绍。
一、材料特性非晶磁环磁芯铁芯是由非晶态合金制成的,具有高饱和磁感应强度、低磁滞损耗、低铁损耗、高电阻率等特点。
与传统的晶态铁芯相比,非晶磁环磁芯铁芯具有更高的磁导率和更低的磁滞损耗,能够提高电子设备的效率和稳定性。
二、制备工艺非晶磁环磁芯铁芯的制备工艺主要包括快速凝固、热处理、冷轧、磁化等步骤。
其中,快速凝固是制备非晶态合金的关键步骤,通过快速冷却可以使合金在非晶态下固化。
热处理可以改善合金的磁性能和稳定性,冷轧可以使合金的晶粒尺寸更小,提高磁导率和磁滞损耗。
最后,通过磁化可以使合金具有磁性。
三、应用领域非晶磁环磁芯铁芯广泛应用于电力电子、通信、计算机、汽车电子等领域。
在电力电子领域,非晶磁环磁芯铁芯可以用于变压器、电感器、滤波器等电子元器件中,提高电子设备的效率和稳定性。
在通信领域,非晶磁环磁芯铁芯可以用于高频变压器、滤波器等电子元器件中,提高通信设备的性能和稳定性。
在计算机领域,非晶磁环磁芯铁芯可以用于电源变压器、滤波器等电子元器件中,提高计算机设备的效率和稳定性。
在汽车电子领域,非晶磁环磁芯铁芯可以用于发电机、变速器、电动车充电器等电子元器件中,提高汽车电子设备的效率和稳定性。
总之,非晶磁环磁芯铁芯是一种具有广泛应用前景的新型磁性材料,具有优异的磁性能和电性能,可以提高电子设备的效率和稳定性。
随着科技的不断发展,非晶磁环磁芯铁芯的应用领域将会越来越广泛。
非晶纳米晶磁芯产品手册说明书
非晶纳米晶磁芯产品手册PRODUCT MANUALAMORPHOUS&NANOCRYSTALLINE CORE目录公司简介 (2)常用计算公式 (3)国际制单位与高斯制单位换算 (3)电感常用计算公式 (3)变压器常用计算公式 (3)设计案例 (4)共模电感设计案例 (4)变压器设计案例 (4)铁基纳米晶软磁材料 (6)铁基纳米晶软磁材料概述 (6)铁基纳米晶软磁材料特征 (6)云路铁基纳米晶软磁材料优势 (6)云路纳米晶磁芯在各应用场景下的优势 (7)云路纳米晶磁芯的通用优势 (7)云路纳米晶磁芯在新能源汽车中的应用优势 (7)云路纳米晶磁芯在光伏领域的应用优势 (8)云路纳米晶磁芯在家电领域的应用优势 (8)云路纳米晶磁芯系列 (9)铁基纳米晶共模滤波电感磁芯 (9)铁基非晶/纳米晶C型磁芯 (15)铁基非晶/纳米晶块状磁芯 (18)铁基纳米晶高频变压器磁芯 (20)资质证书 (22)公司简介青岛云路先进材料技术股份有限公司成立于2015年12月,于2021年11月上市,是山东省青岛市即墨区首家科创板上市公司。
青岛云路专注于先进磁性金属材料的设计、研发、生产和销售,具备国内材料企业鲜有的独立自主的研发能力、深度技术拓展能力和全产业链运营能力。
公司作为非晶合金材料行业的龙头企业,市场份额为全球第一;此外,公司在纳米晶合金材料行业的能力也是国际领先。
目前,公司已形成非晶合金、纳米晶合金、磁性粉末三大材料及其制品系列的产品链,产品在电力配送、新基建、轨道交通、消费电子、新能源汽车、家电、粒子加速器等领域广泛应用。
青岛云路作为磁性材料及衍生产品的综合供应商。
一直以客户需求为导向,为客户提供完整的磁性技术解决方案,致力于用卓越的产品质量为客户创造价值。
常用计算公式国际制单位与高斯制单位换算()()41T 10G s = ()()31A /m410O e -π⨯ = ()()81W b 10M x = 电感常用计算公式无气隙电感的感量L 为电感感量,AL 为电感系数,即磁芯绕制单匝绕组时对应的感量。
纳米晶磁芯
纳米晶磁芯
1纳米晶磁芯
纳米晶磁芯(Nanocrystalline Magnetic Core)是一种由超微粒子组成的材料,其晶体的尺寸可以小到几十至几百纳米以内,更小的纳米晶体甚至不可见。
该类材料主要由含铁元素的氧化铁形成核心,周围覆盖一层非铁磁的膜层锥形分布的磁铁粒子,从而改变了典型磁芯材料的性质。
2特点
纳米晶磁芯具有易于制备、体积小、噪声低、贮存能力强等优点。
此外,它还具有更低的磁通能力,因此可以降低磁环的孔径并减少损耗。
因此,纳米晶磁芯也能有效地改善磁束密度和抗磁性能。
3应用
纳米晶磁芯的应用及其广泛,并且每年都在不断增加。
它广泛应用于电子电器、电源调节器、电源逆变器、自动控制器、音响应用等。
这些磁芯用于装配在各种嵌入式系统和电子控制系统中,被广泛地应用于交流转直流变换器、焊接设备、高速电动机控制器和特殊电子设备。
4结论
纳米晶磁芯是目前应用较广泛的磁芯材料,其有较高的性价比、体积小、噪声低、贮存能力强以及更低的磁通能力使其更加适用于各种电子电器的应用,在未来会得到更好的发展。
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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 组成 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10-20 nm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:具有优异的综合磁性能,高饱和磁感、高初始磁 性能 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 应用 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。
交直流滤波器
交直流滤波器是由电感器和电容器构成的网 路,可使混合的交直流电流分开。电源整流 器中,即借助此网路滤净脉动直流中的涟波 ,而获得比较纯净的直流输出。
噪音滤波器
噪声抑制器用饱和电感磁芯
性能特点 尖峰抑制磁芯能有效地抑制由电流快速变化产生的尖 峰电压。其具有很低的磁滞损耗和较高的矩形比。当 电流突变时,呈现极高的感抗,阻碍整流管反向电流 的增加。 应用范围 体积小,可以广泛应用于高频开关电源和其它电子设 备中降低开关管的尖峰,抑制输出高次纹波幅值。具 有发热小(损耗小)、占用空间小的优点,常用于套 在晶体管管脚上使用。
什么叫磁放大器? 什么叫磁放大器?
工作原理 如图铁心A和B的结构尺寸及材料均相同,每个铁心上绕有直流
绕组和交流绕组,两直流绕组和两交流绕组的匝数相同。两直流 绕组反接串联后接至直流控制电源。两铁心中的交流磁通Φ~方 向相同,而直流磁通Φ=方向则相反。两直流绕组反接串联的目 的是为了抵消两铁心中的交流磁通在直流绕组上感应的交变电动 势。当直流绕组中输入的直流控制电流为零时,两铁心中均无直 流励磁,两交流绕组的电感最大,电抗值也最大,此时交流负载电 流为最小。当输入直流控制电流时,铁心中的直流磁通增加,磁 通密度相应增加,两交流绕组的电感减小,输出交流负载电流增 大。
电力互感器磁芯
铁基纳米晶软磁合金具有与坡莫合金相近的初 始磁导率及温度稳定性以及更小的比重,在磁 芯尺寸、性能相同的条件下,比坡莫合金磁芯 重量更轻(约轻1/3)、价格更低。广泛应用 于电力测量和保护。
精密电流互感器
电流互感器将高电流按比例转换成低电流,电 流互感器一次侧接在一次系统,二次侧接测量 仪表、继电保护等。高磁导率、低损耗(更小 比差和角差),广泛应用于电表计量检测用、 远程抄表系统。
应用范围
EMI滤波器上使用的滤波电感 各种型号滤波电感
滤波电感在计算机中的应用
EMI滤波器上使用的滤波电感
高频大功率磁芯
性能特点
具有高饱和磁感应强度,较低的铁损和矫顽力,使 用频率1-100KHz范围内。
应用范围
1. 2. 3. 4. 5. 6.
中高频加热电源铁芯 逆变式电焊机变压器铁芯 不间断电源装置铁芯 功率变压器铁芯 开关电源变压器铁芯 高能加速器用铁芯
实例1: 实例 :纳米晶磁芯在开关电源中的应用
高频变压器中的应用 共模电感中的应用 EMI滤波器中的应用 纳米晶磁芯在开关电源应用结论
在开关电源的高频变压器中的使用
性能比较: 性能比较:铁基纳米晶磁芯和铁氧体磁芯
德国VAC公司生产的VITROPERM 5OOF铁基纳米晶磁芯 西门子公司生产的N67系列铁氧体磁芯
在开关电源的EMI滤波器中的应用 滤波器中的应用 在开关电源的
由VAC公司生产的钴基纳米晶磁芯 VIT-ROVAC 6025Z,可广泛用于开关电源的EMl滤波器中,能有 效地抑制由电流快速变化所产生的尖峰电压。在纳米 晶磁芯上绕一圈或几圈铜线,即可制成一个尖峰抑制 器,其构造非常简单,而对噪声干扰的抑制效果非常 好。VITROVAC 6025Z纳米晶磁芯具有极低的磁芯损 耗和很高的矩形比,当电流突变为零时呈现出很大的 电感量,能对整流管的反向电流起到阻碍作用。 如图
磁放大器能使开关电源得到精确的控制,从而 提高了其稳定性。
计算机ATX电源(内部)
朗讯51.8V-15A通信开关电源 (内部)
滤波电感磁芯
电感的滤波作用
XL=ωL 电感对交流电是有阻碍作用的:在交流电频率一定的 情况下,电感量越大,对交流电的阻碍能力越大。在 电感量一定的情况下,交流电的频率越高,电感对交 流电的阻碍能力也越大。也就是说,电感有阻止交流 电通过而让直流电通过的特性
核心组成 磁放大器能使开关电源得到精确的控制,从而 提高了其稳定性。 磁放大器磁芯可以用坡莫合金,铁氧体或非晶 或纳米晶(又称超微晶)材料制作。
什么叫磁放大器? 什么叫磁放大器?
核心部分优点 非晶、纳米晶软磁材料因具有高磁导率,高矩 形比和理想的高温稳定性,将其应用于磁放大 器中,能提供无与伦比的输出调节精确性,并 能取得更高的工作效率,因而倍受青睐。非晶 、纳米晶磁芯除上述特点外还具备以下优点: 1)饱和磁导率低;2)矫顽力低;3)复原电 流小;4)磁芯损耗少;
由图(a)知:纳米晶磁芯的磁导率随温度的变化量远低 (a)知 于铁氧体磁芯,可提高开关电源的稳定性和可靠性。 (b)知 由图(b)知:纳米晶磁芯的/µB乘积比铁氧体磁芯高许多 倍,意味着可大大减小高频变压器的体积及重量。 (c)知 由图(c)知:当温度发生变化时,超微晶磁芯的损耗远 低于铁氧体磁芯。铁氧体磁芯的居里点温度较低,在高 温下容易退磁。若采用超微晶磁芯制作变压器,即可 将工作时的磁感应强度变化量从0.4T提高到1.0T,使 功率开关管的工作频率降低到100kHz以下。
什么叫磁放大器? 什么叫磁放大器?
定义 核心组成 核心部分优点 工作原理 工作特性
什么叫磁放大器? 什么叫磁放大器?
定义 磁放大器,是用具有非线性特性的铁磁材料制 成铁心,并用直流和交流电流使其磁化以进行 电量变换的电器。磁放大器主要用于电气自动 控制系统中,如电机的调速、调压等。
什么叫磁放大器? 什么叫磁放大器?
1K202
高剩磁比快淬软磁钴基合金 高磁感低损耗快淬软磁钴基合金 高频低损耗快淬软磁钴基合金 高起始磁导率快淬软磁钴基合金 淬态高磁导率软磁钴基合金 Fe-Ni-P-B快淬软磁铁镍基合金 Fe-Ni-V-Si-B快淬软磁铁镍基合 金
1K103 Fe-Si-B-Ni快淬软磁铁基合金 1K203 Fe-Si-B-Ni Mo快淬软磁铁基 1K204 合金 Fe-Si-B-Cr(及其他元素)快淬 1K105 1K205 软磁铁基合金 高频低损耗Fe-Si-B快淬软磁 1K106 1K206 铁基合金 1K104
高频加热电源
中高频钎焊电源
恒电感磁芯
性能特点 非晶恒电感具有高饱和磁感应强度,减少线圈匝 数;高线性导磁率,使得加较大偏置直流后仍保 持很好的线性(偏至直流特性好);优良的频率特 性和温度稳定性,可以在较高温度使用保持良好 的频率特性;低的高频损耗,减少温升。 应用范围
性能特点
1、饱和磁感高 2、恒导磁场宽 3、电感随叠加直流衰减少、铁损低 4、优良的频率特性 5、良好的温度稳定性
1K501
1K107 高频低损耗Fe-Nb-Cu-Si-B快 淬软磁铁基纳米晶合金
1K502
铁基非晶合金
组成:80%Fe、20%Si,B类金属元素 组成 性能:1. 高饱和磁感应强度(1.54T); 性能 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%。 应用:广泛应用于配电变压器、大功率开关电 应用 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。
什么叫磁放大器? 什么叫磁放大器?
工作特性 电流放大系数=磁放大器输出电流/输入电流; 功率放大系数=输出负载功率/输入控制功率。 简单磁放大器的输出电流与输入电流的极性无 关。输入控制电流为零时,输出电流并不等噪音滤波器 EMI滤波器 扼流圈
性能特点 应用范围 各种滤波器
所用非晶材料性能特点
具有极高的初始导磁率,在地磁场下具有大的阻抗和插入损耗, 对若干扰具有极好的抑制作用,在较宽的频率范围内呈现出无共 振插入损耗特性。 高初始导磁率:是铁氧体的5-20倍,因而具有 更大的插入损耗,对传导干扰的抑制作用远大于铁氧体。 高饱和磁感应强度:比铁氧体高2-3倍。在电流强干扰的场合不易 磁化到饱和。 卓越的温度稳定性:较高的居里温度,在有较大温度波动的情况 下,合金的性能变化率明显低于铁氧体,具有优良的稳定性,而 且性能的变化接近于线性。 灵活的频率特性:而且更加灵活地通过调整工艺来得到所需要的 频率特性。通过不同的制造工艺,配合适当的线圈匝数可以得到 不同的阻抗特性,满足不同波段的滤波要求,使其阻抗值大大高 于铁氧体。
应用范围
主要用在电源中的扼流圈、储能电感, DC/DC ( AC/DC ) 转换器用滤波线圈,常规差模滤波 线圈,汽车音响用滤波线圈,适配器及电池充电 器用滤波线圈等。
恒电感
笔记本电脑 电源适配器
AC/DC电源
电池充电器
电流互感器磁芯
将大电流变成小电流的互感器。作用是把数值 较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较 小的二次电流,用来进行保护、测量等用途。 如400/5的电流互感器,可以把实际为400A的 电流转变为5A的电流。 电力互感器磁芯 精密电流互感器 保护用电流互感器
保护用电流互感器磁芯
漏(触)电保护器用零序电流互感器铁芯,采 用Fe-Ni基非晶态合金、超微晶(纳米晶)软 磁合金制成。根据不同的技术要求,分别用于 家用、工业用及要求高灵敏度的漏(触)电保 护器等。
性能特点
性能特点
保护用电流互感器主要与继电装置配合,在 线路发生短路过载等故障时,向继电装置提 供信号切断故障电路 ,以保护用电流互感器, 以保护供电系统的安全。保护用微型电流互 感器的工作条件与测量用互感器完全不同, 保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十 倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感 器主要要求:1、绝缘可靠,2、足够大的准 确限值系数,3、足够的热稳定性和动稳定性。