低温快速烧结软磁铁氧体材料
软磁铁氧体材料基本知识特性参数和定义
软磁铁氧体材料基本知识特性参数和定义低频软磁铁氧体材料常用的基本知识和特性参数有:1.饱和磁感应强度(Bs):指在外加磁场作用下,材料达到饱和状态时的磁感应强度。
低频软磁铁氧体材料的饱和磁感应强度一般在0.3-0.4T之间。
2.矫顽力(Hc):指在反向外加磁场作用下,材料磁化过程中需要克服的磁场强度。
低频软磁铁氧体材料的矫顽力一般在1-2kA/m之间。
3.相对磁导率(μr):指在一定的频率和磁场强度下,材料对磁场的相对响应能力。
低频软磁铁氧体材料的相对磁导率一般在1000-5000之间。
4.居里温度(Tc):指低频软磁铁氧体材料的磁性转变温度,低于居里温度,材料呈现磁性;高于居里温度,材料呈现顺磁性。
低频软磁铁氧体材料的居里温度一般在300-600℃之间。
高频软磁铁氧体材料常用的基本知识和特性参数有:1.饱和磁感应强度(Bs):指在外加磁场作用下,材料达到饱和状态时的磁感应强度。
高频软磁铁氧体材料的饱和磁感应强度一般在0.5-1.0T之间。
2.矫顽力(Hc):指在反向外加磁场作用下,材料磁化过程中需要克服的磁场强度。
高频软磁铁氧体材料的矫顽力一般在4-10A/m之间。
3.相对磁导率(μr):指在一定的频率和磁场强度下,材料对磁场的相对响应能力。
高频软磁铁氧体材料的相对磁导率一般在10-500之间。
4.居里温度(Tc):指高频软磁铁氧体材料的磁性转变温度。
高频软磁铁氧体材料的居里温度一般在200-300℃之间。
软磁铁氧体材料的定义是指一类具有低磁滞、高磁导率和低损耗的磁性材料,广泛应用于电磁设备中的磁心、磁头、电感器等部件。
其磁性能取决于成分配比、制备工艺以及烧结条件等因素。
软磁铁氧体材料的特性参数非常重要,可直接影响材料的磁性和电磁性能,因此对于材料的选择和应用具有重要意义。
总之,软磁铁氧体材料是一类重要的磁性材料,具有低磁滞、高磁导率和优良的电磁性能。
通过对软磁铁氧体材料的基本知识、特性参数和定义的了解,可以更好地选择合适的材料,满足具体的应用需求。
软磁铁氧体材料
铁氧体磁性材料可用化学分子式 MFe2O4表示。
式中M代表锰、镍、锌、铜等二价金属离子。
铁氧体是由这些金属化合物的混合物烧结而成。
铁氧体的主要特点是电阻率远大于金属磁性材料,这抑制了涡流的产生,使铁氧体能应用于高频领域。
在NCD,铁氧体是通过下列过程生产出来的首先,按照预定的配方称重,把高纯度,粉状的氧化物 (如 Fe2O3、Mn3O4、ZnO、NiO等 ) 混合均匀,再经过煅烧、粉碎、造粒和模压成型,在高温 (1100℃—1400℃)下烧结。
烧结出的铁氧体制品通过磨削加工获得成品尺寸。
上述各道工序均受严格的控制,以使产品的所有特性符合规定的指标各种不同的用途要选择不同的铁氧体材料。
NCD主要生产锰锌软磁铁氧体,包括以低磁芯损耗、高磁通密度为特征的LP系列功率材料和以高磁导率为特征的HP 系列高μ材料。
NCD的LP系列材料制成的磁芯主要适用于功率转换领域,如开关电源主变压器和输出平滑扼流圈、DC-DC变换器、照明用电子镇流器等。
按适用频率范围分为LP2、LP3和LP4等三种材料牌号。
LP2材料适用于20kHz —150kHz中低频率。
LP3材料是目前应用最广泛的中高频段(100kHz — 500kHz) 优秀材料。
LP4材料则是为适应开关电源高频化发展趋势而开发的超高频功率材料,它主要适用于500kHz — 1000kHz谐振式开关电源。
LP系列的各个材料在各自适用频段内均具有很低的磁芯损耗,且从室温至实际工作温度( 80℃— 100℃ ),损耗呈负温度系数,因而可有效抑制变压器等器件的温升。
NCD的HP系列材料制成的磁芯主要用于通讯和电磁兼容( EMC )领域,如宽带变压器、脉冲变压器及电源滤波器等。
根据磁导率和损耗水平的不同备有HP1、HP2和HP3等三种材料牌号。
使用中如对电感量和器件体积有较高要求,可优先选用HP3材料;如对损耗和高频特性有较高要求,则可选用HP1或HP2材料。
NCD始终致力于开发和生产高技术含量、性能与国际主流产品同步的各种铁氧体材料和磁芯,以适应迅速发展的电子信息产业对基础磁性元器件的需求。
软磁铁氧体材料标准
软磁铁氧体材料标准软磁铁氧体材料是一种应用广泛的磁性材料,具有优良的磁性能和电磁性能,被广泛应用于电子、通信、汽车、医疗等领域。
为了保证软磁铁氧体材料的质量和性能,制定了一系列的标准,以便对其进行规范和检测。
首先,软磁铁氧体材料的标准主要包括以下几个方面,化学成分、物理性能、磁性能、热稳定性、机械性能等。
其中,化学成分是影响软磁铁氧体材料性能的重要因素之一,其主要包括氧化铁、氧化锌、氧化镍、氧化镁等元素的含量。
在制定标准时,需要对这些元素的含量进行严格的控制,以确保材料的化学成分符合要求。
其次,软磁铁氧体材料的物理性能也是制定标准的重点之一。
物理性能包括材料的密度、晶粒大小、晶粒分布、晶界相互作用等指标。
这些指标直接影响着材料的磁性能和热稳定性,因此在制定标准时需要对这些指标进行详细的规定和测试方法的制定。
另外,软磁铁氧体材料的磁性能也是制定标准的重要内容之一。
磁性能包括材料的磁化曲线、饱和磁感应强度、矫顽力、磁导率等指标。
这些指标是衡量软磁铁氧体材料性能优劣的重要标准,因此在制定标准时需要对这些指标进行详细的规定和测试方法的制定。
此外,软磁铁氧体材料的热稳定性和机械性能也是制定标准的重要内容之一。
热稳定性包括材料在高温下的磁性能衰减情况,机械性能包括材料的硬度、弯曲强度、抗拉强度等指标。
这些指标是衡量软磁铁氧体材料在实际应用中能否稳定工作的重要标准,因此在制定标准时需要对这些指标进行详细的规定和测试方法的制定。
综上所述,软磁铁氧体材料的标准涉及到化学成分、物理性能、磁性能、热稳定性、机械性能等多个方面,对材料的质量和性能进行了全面的规范和检测。
只有严格按照这些标准进行生产和检测,才能保证软磁铁氧体材料的质量和性能符合要求,从而更好地满足各个领域的应用需求。
软磁铁氧体材料基本知识
软磁铁氧体材料基本知识软磁铁氧体材料是一种具有良好磁导性能的特殊材料,被广泛应用于电子和电磁设备中。
软磁铁氧体材料具有较高的磁导率和低的磁滞损耗,可以有效地吸收和传导磁场。
本文将从软磁铁氧体的定义、结构、性质和应用等方面进行介绍。
一、定义软磁铁氧体是一类具有高磁导率和低磁滞损耗的磁性材料。
它通常由铁氧体和添加剂组成,其中铁氧体是主要的磁性成分,添加剂的作用是调节材料的性能。
二、结构软磁铁氧体材料的晶体结构是六方最密堆积结构,每个晶胞由32个氧原子和24个铁原子组成。
这种结构使得软磁铁氧体具有良好的磁导率和低的磁滞损耗。
三、性质1. 高磁导率:软磁铁氧体材料具有较高的磁导率,即对磁场的导磁能力很强。
这使得它在电感器、变压器等电磁设备中得到广泛应用。
2. 低磁滞损耗:软磁铁氧体材料具有较低的磁滞损耗,即在磁化和去磁化过程中能量损失较小。
这使得它在高频电路中具有优异的性能。
3. 高饱和磁感应强度:软磁铁氧体材料具有较高的饱和磁感应强度,即在饱和磁场下仍然能够保持较高的磁感应强度。
这使得它在电机和发电设备中具有重要应用。
4. 低磁化场强度:软磁铁氧体材料具有较低的磁化场强度,即在较小的磁场下即可实现较大的磁化。
这使得它在电磁设备中具有较低的功耗和较高的能效。
四、应用软磁铁氧体材料广泛应用于电子和电磁设备中,包括以下方面:1. 电感器:软磁铁氧体材料的高磁导率和低磁滞损耗使其成为电感器的理想材料。
电感器是电子电路中常用的元器件,用于储存和释放电能。
2. 变压器:软磁铁氧体材料的高磁导率和低磁滞损耗使其成为变压器的重要材料。
变压器是电力系统中常用的设备,用于将电能从一电压等级转换到另一电压等级。
3. 传感器:软磁铁氧体材料的高磁导率和低磁滞损耗使其成为传感器的重要材料。
传感器是测量和检测设备中常用的元器件,用于将非电信号转换为电信号。
4. 电机:软磁铁氧体材料的高饱和磁感应强度和低磁化场强度使其成为电机的理想材料。
软磁铁氧体材料基本知识特性参数和定义
软磁铁氧体材料基本知识特性参数和定义
有详细的描述:
软磁铁氧体材料是一种可以在低温条件下改变磁化度的铁氧体材料,其结构是由包含氧化物的铁离子和其它稀土离子构成的。
和其它磁性材料相比较,它具有较高的震动容性和温度容性。
由于它的结构特殊,具有可调谐的磁性特征和较高的抗磁电流能力,因此被广泛用于高频电子和控制系统中。
软磁铁氧体材料由于其可调谐的磁性特征,可以用来调整、控制和保护电子设备中的电势、电流和电磁场。
在磁性材料中,软磁材料的磁性特征最脆弱,因此在抵抗外界扰动(如温度、电磁干扰)方面有着更大的优势。
它们具有良好的温度稳定性,特别是在较低的温度状态下,因此在高温工作条件下,可以保持良好的磁性特性。
1)品质因子(Q):是指在电的驱动作用下,材料的对应磁通密度能量与材料的比较小的磁流能量之比,是衡量软磁铁氧体材料有效性能的重要特性参数。
Q值越大,表示软磁性能越好,即材料的效率越高。
2)饱和磁通密度。
软磁铁氧体简介及材料特性与国内外软磁铁氧体厂商材料牌号对照
软磁铁氧体简介软磁铁氧体通常分为Mn-Zn铁氧体和Ni-Zn铁氧体两种.使其在高频电磁应用中成为最好的选择.铁氧体软磁材料主要分为以下三类应用:●小信号铁氧体广泛用在射频电路,电信通讯,网络通信中, 起信号隔离,宽带传输,信号匹配等功能.●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●抑制电磁干扰铁氧体抑制和吸收各种传和辐射噪声,以满足日益严格的电磁兼容的要求.Mn-Zn软磁铁氧体Mn-Zn软磁铁氧体通常分为功率铁氧体和高磁导率铁氧体两大类.针对不同的行业和具体的应用,这两种材料的具体参数又有进一步的细分.功率材料根据不同的开关频率和功率密度有不同的分类,按照变压器应用还是电感应用也有不同的分类.而高磁导率铁氧体按照用在通讯的信号传输中还是电磁兼容中,对材料的参数也有完全不同的要求,因此, 合理的选择磁性对产品设计的质量至关重要.在深刻理解下游技术和客户需求的基础上,对材料进行深入的开发和应用研究.如针对节能灯用谐振电感和背光源的技术特点开发了相应的功率Mn-Zn 材料.针对通讯用磁芯要求总谐波失真(Total Harmonic Distortion)低的特点和EMC用磁芯要求磁芯的阻抗&频率响应特性好的特点开发了相应的高磁导率材料,来满足客户的不同需求.Ni-Zn软磁铁氧体科力生产的Ni-Zn软磁铁氧体主要用于EMC中抑制电感干扰噪声,该产品具有性能稳定,宽噪声抑制带宽,品种广泛,能够满足客户不同的EMC要求.Soft Ferrite usually divided into two series of materials, including Mn-Zn and Ni-Zn. In order to be a best choice at high frequencies application, We can divided ferrite material into following three kinds:●Small Signal FerriteIt is widely used on Radio frequency circuit, telecommunication and network service. The function include Signal isolation, Broad band transmission and signal match.●Power ConversionIt is widely used in Filter inductance and transformer with switching power, such as AC-DC, DC-DC.●Interference SuppressionTo meet the demand of electromagnetic area, It is can Soft Ferrite Brief Introductionabsorb and suppress all kinds of radiated and noise.Mn-Zn Soft FerriteMn-Zn soft ferrites usually divide into power ferrites and high-permeability ferrites. The concrete parameter of these two material have different classification according to different switch frequency, power density, transformer and inductance application. High-permeability ferrites also have different requests to parameter in communication signaling or electromagnetic area. So, It is important to choose reasonable magnetism for quality of product.Base on the profound understand of the customer demand and application technology, have do many in-depth research about ferrite application. For example, according to the ballast lighting and backlight inverter application, we have developed relevant products. According to the telecom application, we developed the low THD series products. For the EMC application, we have the products with good impedence & frequency response character. So we can afford you the best product and best service.Ni-Zn Soft FerriteNi-Zn soft ferrite mainly used in EMC with suppressing noise of inductance disturbance. This product have the stable property, noise suppressing and variety. It can meet the customer different request.导1. i初始磁导率是磁性材料的磁导率 (B/H)在磁化曲线始端的极限值,即式中,0为真空磁导率(4π×10-7H/m)H 为磁场强度(A/m)B 为低通密度(T)2.有效磁导率μe在闭合磁路中,如果漏磁可忽略, 可以用有效磁导率来表征磁芯的性能。
锰锌铁氧体 磁芯 低温极限
锰锌铁氧体磁芯低温极限
锰锌铁氧体磁芯是一种常用的软磁材料,具有良好的工频磁性能和低成本等特点。
它在不同温度下的磁性能会有所变化,而其低温极限通常是指其磁性能维持稳定的最低温度。
一般来说,锰锌铁氧体磁芯的低温极限较高,一般可达到零下40摄氏度或更低。
在低温环境下,锰锌铁氧体磁芯的磁性能会受到影响,可能导致磁化强度下降和磁滞损耗增加等现象。
因此,在低温应用中,需要根据具体需求选择合适的磁芯材料或采取适当的措施来保证磁性能的稳定性。
为了满足低温应用需求,一些针对低温环境设计的特殊锰锌铁氧体磁芯也被开发出来。
这些特殊设计可以降低低温下的温度系数和磁滞损耗,提高磁性能的稳定性。
低温烧结Cu、Zn掺杂Co2—Y平面六角铁氧体及其频率特性
试 。 表 了 为 数 不 多 的 研 究 报 道 l 4。 目前 研 究 较 多 的 材 料 体 发 - 3 】  ̄ 系是 Ni nC — — u铁 氧 体 。 于 材 料 体 系 及 本 身 结 构 所 限 。 铁 氧 Z 由 该 体仅 适用 于中 、 频段 ( 10 高 < 5 MHz , 更 高 或 甚 高 频 段 由 于 损 )在
得 到实 验样 品 。
23 . 测 试
关 键 词 : Y 型 平 面 六 角 铁 氧 体 ; 温 烧 结 ; 率 特 性 ; 面 组 装 低 频 表
元 件 中 图 分 类 号 : TQ1 4 7 7。 5 文献标 识码 : A
1 引 言
新 一 代 电 子 组 装 技 术 表 面 安 装 技 术 ( MT) 核 心 就 是 表 s 的 面安 装 元 器 件 ( MD) 生 产 。 片 式 电 感 由 于 其 结 构 相 对 复 杂 。 s 的
2 实 验
2 1 原料 .
艺 、 构 特 征 及 其 磁 导 率 和 介 电 常 数 的 频 率 特 性 。研 究 发 现 结
Cu、 n掺 杂 的 Co Y 型 软 磁 铁 氧 体 材 料 (B 2 1Z xZ Cu Z 2 a Co - ㈣
采 用 分 析 纯 的 F 2 3 B C 、 n C 3 、 u ) B 2 )。 e 0 、 a O3 Z O、 o 04 C ( 及 i 3 ( 2 2 材 料 制 备 ,
F O 电 性 能 , 此 种 材 e 。 在 且
料 烧 结 温度 低 , 于 实现 低 温 烧 结 , 一 种 可 以 用 于 甚 高 频 段 的 易 是
理 想的软磁 材料 。
材 料 制 备 采 用 传 统 的 铁 氧 体 制 备 工 艺 。按 摩 尔 比 称 取 适 量 的原 料 粉 体 。 乙 醇 中 以 钢 球 作 为 媒 体 球 磨 混 合 2 h 经 烘 干 后 在 4. 过筛 。 10 ℃ 下 , 气 中预 烧 3 在 00 空 h后 , 人 Bz), 经 过 球 磨 加 i 。再 ( 2 h, 干 后 加 P 4 烘 VA( , 量 分 数 ) 筛 造 粒 。 后 经 过 干 压 成 5 质 过 然 型 , 到 环 形 坯 体 ( 2 rm ; 1 mm) 该 坯 体 在 空 气 中 烧 结 . 得 D:0 a d:0 。
软磁铁氧体材料基本知识
软磁铁氧体材料基本知识软磁铁氧体材料是一类具有软磁性能的陶瓷材料,广泛应用于电子、通信、电力等领域。
本文将从软磁铁氧体材料的基本特性、制备工艺以及应用领域等方面进行介绍。
软磁铁氧体材料具有较高的磁导率和低的磁滞损耗,使其在高频电磁场中表现出优异的性能。
其主要特点包括饱和磁感应强度高、磁导率高、电阻率高、磁滞损耗低等。
其中,饱和磁感应强度是指在外加磁场作用下,材料磁化强度达到饱和时的磁感应强度。
磁导率是指材料在外加磁场作用下,磁感应强度与磁场强度之比。
电阻率高意味着材料的导电性能较差,这对于减小涡流损耗、提高高频性能非常重要。
而磁滞损耗是指材料在交变磁场作用下,磁化过程中产生的能量损耗。
软磁铁氧体材料的制备工艺主要包括陶瓷法、合成法和熔体法等。
陶瓷法是指将金属氧化物粉末进行混合、成型、烧结等工艺制备而成。
合成法是将金属盐溶液与氧化剂反应生成金属氧化物,在高温下进行烧结得到材料。
熔体法则是通过将金属氧化物粉末与玻璃粉末混合熔融后冷却而成。
这些制备工艺中,陶瓷法是最常见的一种,具有工艺简单、成本低等优点。
软磁铁氧体材料的应用领域非常广泛。
在电子领域,软磁铁氧体材料常用于制作电感器、变压器、电源滤波器等元件,用于调节电流和磁场,实现信号的传输和转换。
在通信领域,软磁铁氧体材料被广泛应用于微波器件、天线、隔离器等设备中,用于提高通信系统的性能和稳定性。
在电力领域,软磁铁氧体材料常用于制作电力变压器、电能计量装置等设备,用于调节电压和电流,保障电力系统的正常运行。
除了以上应用领域,软磁铁氧体材料还可以用于磁存储器件、传感器、医疗设备等方面。
在磁存储器件中,软磁铁氧体材料可以用于制作磁头和磁盘,实现信息的读写。
在传感器中,软磁铁氧体材料可以利用其磁导率的变化来检测外界磁场等物理量。
在医疗设备中,软磁铁氧体材料可以用于制作磁共振成像设备,帮助医生进行诊断。
软磁铁氧体材料具有一系列优异的性能和广泛的应用领域。
通过合理的制备工艺和优化的材料配方,可以获得满足不同需求的软磁铁氧体材料。
软磁铁氧体材料
软磁铁氧体材料吕迪格尔·德赖尔(Rudiger Dreyer) <卡施克(Kaschke)合资有限公司,格廷根,德国> 本文对软磁铁氧体的结构—特性关系进行研究.介绍高磁导率的锰锌铁氧体,功率传导直至2MHz的锰锌铁氧体和电磁兼容应用的镍锌铁氧体.讨论工艺的影响,特别是对锰锌铁氧体在还原气氛下的烧结控制以及最佳的还原气氛状态的调节.此外,重点介绍铁氧体在功率传导,照明技术,抗干扰和通信技术领域中的应用. 1. 物理的基本原理 一般惯用的说法是对一种显示铁磁性特性的材料称之为”磁性材料”.在这种情况下,电子自旋的所有的磁距通过交换作用在同一个方向上进行排列(图1a),并被保持到不超过该材料特定的极限温度(居里温度Фc).其可达到的磁性参数,如磁导率,磁通密度等是最大.在一定的条件下,邻近的自旋可以处于反平行的,人们称之为反铁磁性(图1b).最好直观的是,当我们将晶体晶格划分成两个亚晶格时,在此际,每个亚晶格又重新是铁磁性的,但是显示出相反的排列.如果每个亚晶格经不同强度的磁化时,那么通过外界作用的磁化保留是不完全的,存在着一种磁性起作用的材料.人们对这种状态称之为亚铁磁性.(图1c).a) 铁磁性 b) 反铁磁性 c)亚铁磁性图1 磁性的状态带有奇数原子的电子具有不平衡的自旋,以致产生一个外部的磁距.在过渡金属(3d-原子)中,这个数还要大些,因为3d-轨道首先将占据单个的(Hund’sche 规则).表1: 3d-金属或挑选的3d-离子的磁距μBS cTiV CrMnFeCoNiCuZnμB1 2 3 4 5 4 3 2 1 0S c3+Ti4+V5+Cr3+Mn2+Fe2+Co2+Ni2+Cu2+Zn2+μB0 0 0 3 5 4 3 2 1 0(还有其他的价态,在这里没有列举的,但是在铁氧体中具有重要作用的有:例如Fe3+ 的磁距为5个玻尔磁子和Mn3+ 为4个玻尔磁子)所有亚铁磁性的物质(材料)都概括在”铁氧体”之中.最简单的铁氧体的成分是用化学式MeOFe2O3 (或MeFe2O4)来表示.这里Me是一个两价的金属离子,如Mn,Fe2+,Co,Ni,Zn或Mg,或者是这些金属的混合物.一般来说,铁氧体就有一个尖晶石结构(称之为矿物尖晶石的晶格:MgAl2O4).在一个单位晶胞中,可能有64个四面体座和32个八面体座,其中仅有8个四面体座和16个八面体座被占据.在软磁铁氧体种类中,特别是具有应用技术意义的有两组:Ni-Zn铁氧体和Mn-Zn 铁氧体.为此,将说明除了Fe2O3和ZnO外,或者是NiO,或MnO所组成的结晶晶格的结构.为了改善对此获得的性能,可以添加各种不同的掺杂,如CoO,TiO2,V2O5,SnO2,CaO或SiO2.技术上可使用的铁氧体的成分局限于一个相对小的范围内,在这方面,FeO3是位于化学计量的范围或有点超化学计量范围(见图3).图2 尖晶石晶格 图3 Mn-Zn 铁氧体混合物在这个范围内,我们可以用各种不同的成分来确定其需要的性能,例如磁导率,饱和磁通密度或居里温度.铁氧体与一种铁磁性磁体(例如与纯铁)来作比较,那么其区别主要是下列的参数: 纯铁的初始磁导率为100000~200000,约高于最高磁导的铁氧体(μI ≈25000)8倍纯铁的饱和磁感应强度为2.3T,约高于铁氧体(约550mT)值的4倍.铁氧体由于它的氧化物基,具有与半导体(Mn-Zn 铁氧体)或电介质(Ni-Zn 铁氧体)可比较的电导率,对此比金属低约106~1012.由此其后果是诱发的涡流在显著较高的频率时才起作用,所以薄片叠成的纯铁在最大频率到10KHz 时使用,而铁氧体直到GHz-范围还能保持磁性有效的.为了能够说明一种磁性材料的性能,材料特定的磁滞曲线的确定提供一个重要的帮助. 由此可以推导出如初始磁导率和增量磁导率,饱和磁通密度,剩余磁通密度和矫顽磁场强度等参数.虽然目前已经能购买到可以很容易用来确定频率直至10MHz 时的磁滞曲线的仪器(价格约250000DM),在一般情况分别对单个参数进行测量或计算.1.1初始磁导率μi作为表示一种软磁材料的基本特性,在一般情况下是考虑材料的磁导率.一般的定义是:HBu u ∆∆=01---------------------(1)由于磁滞曲线的非线性,我们立即看到,不可能给出唯一的磁导率.那么确定各种不同的有区别的磁导率要根据当时应用的需要.人们对铁氧体应用初始磁导率μi 作为材料参数,其是用很小的最大磁化磁场(B ≤0.25mT)来定义的:HB u u H i ∆∆=→00lim 1-------------------(2) 试图对μi 进行计算,考虑到材料的内在参数,其相互关系将通过下列公式给出1) :...2+•+=σλK Si E M u --------------------------(3)式中:Ms—饱和磁化强度 Ek—各向异性能 λ—磁致伸缩常数 σ--势能然而,对一个实体的铁氧体的初始磁导率要进行精确分析的计算是不可能的.但是这些公式指出,高磁导率的和最高磁导率的铁氧体的初始磁导率是以高的饱和磁化强度,微小的各向异性和一个理想的晶体结构为先决条件的.然而,当这些先决条件也被满足时,μi 值还很大程度上取决于外界的压力;即材料处于压力下(例如在涂复时或在一个紧绕的绕组中),其磁导率可能下降直至60%.唯一能够精确测定μi 的磁芯形状是环形磁芯.由于他的形状和绕缠线圈的方式,实际上磁力线的走向完全在磁芯内部,磁导率不会由于气隙产生露磁而降低.对于通过绕组产生的磁场H 适用于下面的近似方式:el I N H •=--------------------------------------(4)式中:N—绕组匝数I--测试电流和 L e —平均磁路长度.因此,我们通过少的绕组匝数,小的测试电流和长的磁路长度来获得一个小的磁场.用于测定材料特性数据大多数选择一个外径约为30mm 的环形磁芯,在上面绕上10匝或20匝的线圈.测试电流是通过(仪器侧预先确定)测试电压和仪器的内阻来确定的.如果仪器有较多个测试电压时,那么原则上是选择最低的.按照IEC 规定,作为测试频率值应该选择远低于旋磁性的谐振,所以对所有的材料统一的规定,F ≤10KHz;与此同时,测试温度与室温,即约25℃. 1.2增量磁导率μa 如果我们将磁场从接近零开始加上较大的值时,那么将改变磁滞曲线的斜率.如果我们将这个斜率作为磁通密度B的函数时,那么曲线在B=0开始与初始磁导率一起增大,为了超过一个最大值接近1. HBu u a 01= ---------------(5) 人们对这样获得的磁导率称为增量磁导率μa,其在功率感抗的设计参数中是一个比μi更重要的参数,在较弱的磁场下μa能够明显的区别与μi.超过最大值后,L值降低并在末端效应中接近1(=达到饱和磁通密度).曲线的走向是与温度有依赖关系,图4是表示对25℃和100℃的相关性. 图4 增量磁导率μa作为温度T的函数 1.3饱和磁通密度Bs,剩余磁通密度Br,矫顽磁场强度Hc 由于磁场的增强,首先是外斯畴壁的布咯赫壁位移,在一个非弹性的反转过程之前,同磁化强度的转动导向H 的方向.当所有的磁距被排列时,达到最大的磁通密度(=饱和磁通密度Bs)当磁场H 减小时,由于不可逆的巴克好生一阶跃,曲线不再按磁场增强时的走向.在H=0时,滞留一部分(在外部起作用的)磁感应强度,剩余磁通密度Bs.这与工艺过程,磁芯形状和其他可影响的参数有相互依赖关系.为了使这个剩余的磁通密度为零,必须要接上一个相反极性的外界磁场.这个磁场的强度是一个材料特定的参数,矫顽力Hc.1.4损耗一种磁性介质的每次交流磁化都带有损耗,在很弱的磁化磁场下首先是涡流损耗和后效损耗,在稍强些的磁化磁场( B ≈10mT)下还附带有磁滞损耗,在这些范围上,在磁芯中发生的损耗功率直接用W/g或W/cm3来说明. 1.4.1 相关损耗因数 tanδ/μi 在一个交变场磁化时,在磁芯中产生的磁通密度B 不是在与施加的磁场的相位中(模拟交变电流和交流电压).在产生的磁化强度与磁通密度之间的角δ被称作为损耗角.损耗角越小,材料的Q 值越高.由于这些原因,品质因数Q 被如下来定义:'''tan 1uu u a ==δ --------------(6)对Q 的精确测量一般的使用一种Q 表,其是按照可调谐的振荡回路的原理来工作的.为了将振荡回路调准到谐振上,对此,测试频率调整到固定置位和电容量无极可变的.因为品质因数的测量只有在绕缠的组件上才有可能,真正的材料品质只能够通过对微小的欧姆分量的外推法来确定.然而由于小的相位角,那么我们获得的Q 值非常的离散,因此要更好的证明是可靠的,质量因数是在规定的绕组的情况下来说明并放弃外推法.可是直至今天还没有标准化的测试方法,因此对不同的生产厂的不同材料依据产品目录值来进行对比是不适宜的.1.4.2 磁滞损耗,涡流损耗和后效损耗一种软磁材料的损耗是有较多的部分形成的,按照JORDAN 2) 可以将其分别成3个单独的相加的参数.即磁滞损耗,涡流损耗喝后效损耗:L f n L f e L H f h R R R R eff n e h v ••+••+•••=++=2 -------------------(7)式中: Rh—磁滞损耗电阻 Re—涡流损耗电阻 Rn--后效损耗电阻h,e,n—相对应的损耗系数为了能够将损耗进行分离,将商 R v /f*L 作为在不同Heff 值时频率f 的函数并且图解的对磁场强度与频率零进行外推. 磁滞损耗时由于材料的反复磁化而产生的.因为磁距进行排列不是完全”无摩擦的”和可逆的,所施加的磁场能的一部分转变为热量.在这种情况下,磁滞曲线的面积是所产生的损耗的量值. 涡流是发生在电导的介质中,当经过时间上的变化时,磁通密度产生诱导的环电压.由此出现的涡流在这方面产生的一个磁感应强度,其方向始终是与外界磁场相反的(楞次定律).由此为了保持由此产生的损耗尽可能的小,人们需要具有高电阻率的或宽磁滞曲线的材料(参见第1.5节). 后效损耗由于驰豫过程而形成的.例如当布咯赫壁由于各向异性的晶体场能使电位阱”深化”,不仅因为阳离子扩散,而且因为支撑内部由热能来源的起伏场.然而如果布咯赫壁在一般情况下承受强大的结合力或完全缺乏时,那么将附加低的后效损耗,磁滞损耗也小(叵明伐型—铁氧体). 1.4.3 功率损耗Pv 在较强的磁化磁场中,将直接测量重量单位的或体积单位的磁芯损耗.按照定义,涡流损耗不应该计算在功率损耗,可是测量技术不可能轻而易举的将其分开.对此,人们认识到其影响,在一个双对数的描绘中,损耗作为频率的函数时,开始的线性上升自一个较低的频率开始,超正比的升高.在这些频率下适用:q P v B f r P ••= -------------------------(8)式中:r,p 和q 是材料常数,通常是烧绕过程能对其有影响,所以必须根据实践经验来确定.(参见图5)图5功率损耗作为频率的函数标准测量位置建立在直至1MHz 的基础上,以一个电压信号与一个电流等值的信号的倍增为底数:φcos ••=I U P -------------------------(9)在这时,电流与电压之间的相位差关系到在磁芯中消耗的能量.为了对测量对象记忆正弦形的电压,功率放大器必须提供高的视在功率和低的内阻.电流将通过一个纯粹的直流电阻来进行测定,由此进行电压测量.紧接着进行电流和电压的倍增. 通常,损耗在室温和100℃下,在磁化磁场为 50mT ,100mT 和200mT时进行测量.频率范围是从16KHz(在黑白电视机中行扫描变压器的频率)在这同时扩展到超过1MHz,在此之际对于高频只把低的磁化磁场(≤50mT)考虑在内. 由于经过引线和触点的能量反射,在≥1MHz范围中进行测量是非常昂贵的和不精确的.所以对于计量目的和试验目的,为了尽可能进行精确的测量,人们应用一种量热的方法. 在这个场合,首先是将样品放到所希望的测试频率中施加规定的磁化磁场,并测量其放出的热量.然后在一个纯粹的直流电阻下用直流电流和直流电压来调整相同的温升,由此可以通过简单的倍增来计算功率损耗. 1.5 电阻率ρ 如在第1.4.3节中提及的,电阻率确定涡流损耗的效应.如果我们对曲线走向用电阻率ρ作为频率的函数时,那么首先时保持恒定并且在较高的频率时才渐近地下降到一个恒定的,较低的值.对此的原因是微晶不同的电导率和其围绕的(绝缘的)晶界.如果取决于价电子和传导带的状态时,按频率情况而定,两个部分的一个占主要部分.结果是在用于高频(f=0.5-1MHz)的功率铁氧体中要求小的晶粒尺寸. 对于功率铁氧体来说,电阻率的一个其他的不判影响是它的温度相关性,并通过玻兹曼—函数给出: ()TK E A eT •−•=0ρρ ---------------(10) 在一个激活能EA为0.1-0.5eV3) 时可以通过对磁芯进行加热从20℃到100℃时,电阻率出现二等分,这将导致在较低的频率时涡流损耗已经开始插入.在测量电阻率ρ时的困难是由于接上了测量导线.由于他的类似半导体的特性,容易有累接阻抗通过绝缘层,使精确的测量失真. 一种常用的可能性是接触铆焊,用银-钯糊剂经丝网印刷.紧接着用可焊的材料进行电镀的覆层. 1.6 频率特性 如果我们对曲线的走向用初始磁导率μi作为频率的函数时,那么,曲线首先有一段恒定,然后当超过最大值(谐振回路的放大系数)后,陡度较大或较小的下降.初始磁导率越高,这个最大值向较低的频率移动越多.作为经验公式适用于铁氧体的使用频率与1/μi成正比.通过适合的粉末制备(特别是研磨细度)和最佳的烧结可以对”频率稳定性”明显地改 善.在频率范围在最大值以上时,这个材料不能再用作规定L-值的电感,因为制造工艺的最佳化仅被限制在旋磁性的谐振以下的范围上,并且在不同的制造批中磁导率下降可能是不相同的. 图6 复数磁导率的实数部分μ’和虚数部分μ”作为频率f的函数 1.7 温度特性,居里温度Qc 一种铁氧体材料的温度曲线很强烈的取决于他的成分(特别是掺杂)和烧结过程.如在任何一种磁性材料中有一规定的温度,在这个温度(居里温度Qc)上磁性消失.按初始磁导率前是陡度升高(最初的最大值),然后陡度下降. 和制造的‘精确”,初始磁导率的接近Qc远低于居里温度之下时,一般情况下还出现一个另外的最大值(SPM=感应的磁导率最大值).对于特殊用途(例如在滤波器铁氧体中)可以对μi(T)—曲线通过掺杂(特别是通过C o O;由于他影响磁晶各向异性常数K1的曲线走向)起作用,使其超过所期望的温度范围时单调地升高.2. 制造方法通常是应用粉末状的金属氧化物或金属碳酸盐来作为原材料,其不仅是可以合成制造而且可以用例如钢回收利用设施产生的”副产品”.在最佳成分的称量后,将原始材料在(用少许的水和有机的粘合剂)湿润之前在一个混料机中进行均匀化。
NiZn系软磁铁氧体材料的种类及应用
NiZn系软磁铁氧体材料的种类及应用1引言铁氧体属于亚铁磁性材料,其磁性来源于被氧离子所隔开的磁性金属离子间的超交换作用。
铁氧体按其晶型结构可分为尖晶石系铁氧体、石榴石系铁氧体和六角晶系铁氧体等几类。
其中,作为软磁应用最多的铁氧体材料主要为尖晶石系的MnZn铁氧体和NiZn铁氧体。
MnZn铁氧体具有饱和磁感应强度和磁导率较高、在2MHz以下功耗较低等优点,但同时也具有电阻率低、烧结时需要气氛保护,且烧结温度较高等缺点。
而NiZn铁氧体材料则能很好的弥补这些缺点。
NiZn铁氧体材料的电阻率比MnZn高3~8个数量级,更加适合于在高频应用,同时,NiZn铁氧体的烧结工艺简单,勿需气氛保护,烧结温度也相对较低,因此通过适当的离子替代和掺杂改性后可与LTCC(低温共烧陶瓷)工艺相兼容。
此外,通过配方及制备工艺的改善,NiZn铁氧体材料也可获得较高的饱和磁感应强度和较低的功耗。
因此,近年来NiZn系铁氧体材料的应用越来越广泛。
本文将对当前应用前景较好的几类NiZn铁氧体材料作一综合介绍,并简单展望其各自的发展前景。
2抗EMI系列铁氧体材料及其应用目前,随着各种电子设备、电视网络、程控交换机、移动通信机及办公自动化的日益普及,电子系统中的电磁环境越来越复杂,电磁干扰(EMI)现象日益严重,并且成为影响电子系统正常工作的突出障碍。
如在IT领域,高频数据线以有线和无线的方式向我们生存的环境注入新的噪音,主板线路中包含大量有源器件,如晶体管、MOS管、振荡回路等,各自以自身的固有振荡频率,通过微电子线路传递给其它器件,产生EMI,影响整个系统的工作状态。
因此在日趋复杂的电磁环境中,使电器、电子设备互不干扰的工作,成为最迫切的需要。
如今,随着人们对电磁干扰影响的日益重视,抗EMI材料已成为软磁铁氧体材料中产量增长最快的领域。
统计表明,目前全球抗EMI铁氧体材料已占据了软磁铁氧体材料产量的30%以上,而且这一比例还在继续扩大。
软磁铁氧体材料
软磁铁氧体材料软磁铁氧体材料是一类具有良好软磁性能的材料,广泛应用于电子、通信、医疗等领域。
软磁铁氧体材料具有高磁导率、低磁损耗、优良的磁饱和感应强度和磁导率,是制造高频变压器、电感线圈、微波器件等的理想材料。
本文将从软磁铁氧体材料的基本特性、制备方法、应用领域等方面进行介绍。
软磁铁氧体材料的基本特性。
软磁铁氧体材料具有高磁导率、低磁损耗、优良的磁饱和感应强度和磁导率,这些特性使其成为制造高频变压器、电感线圈、微波器件等的理想材料。
同时,软磁铁氧体材料还具有良好的化学稳定性和热稳定性,能够在较宽的温度范围内保持其磁性能稳定。
软磁铁氧体材料的制备方法。
软磁铁氧体材料的制备方法主要包括化学方法、物理方法和合成方法。
化学方法是指利用化学合成的方法来制备软磁铁氧体材料,包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、溶剂热法等。
物理方法是指利用物理手段来制备软磁铁氧体材料,包括磁控溅射法、磁化烧结法等。
合成方法是指将化学方法和物理方法相结合,利用合成技术来制备软磁铁氧体材料。
软磁铁氧体材料的应用领域。
软磁铁氧体材料广泛应用于电子、通信、医疗等领域。
在电子领域,软磁铁氧体材料被用于制造高频变压器、电感线圈、微波器件等。
在通信领域,软磁铁氧体材料被用于制造天线、滤波器、耦合器等。
在医疗领域,软磁铁氧体材料被用于制造医疗设备、医疗器械等。
软磁铁氧体材料的应用领域还在不断拓展,未来将有更广泛的应用前景。
总结。
软磁铁氧体材料具有良好的软磁性能,是制造高频变压器、电感线圈、微波器件等的理想材料。
软磁铁氧体材料的制备方法主要包括化学方法、物理方法和合成方法,通过不同的制备方法可以得到不同性能的软磁铁氧体材料。
软磁铁氧体材料在电子、通信、医疗等领域有着广泛的应用,未来将有更广泛的应用前景。
软磁铁氧体材料的研究和应用对于推动相关领域的发展具有重要意义。
软磁铁氧体材料
软磁铁氧体材料
软磁铁氧体是一种应用广泛的磁性材料,其具有高饱和磁感应强度、低磁滞损耗和良好的温度稳定性等优点,因此在电子、通信、电机等领域得到了广泛的应用。
首先,软磁铁氧体具有高磁感应强度。
它的最大磁感应强度可以达到1.5-1.6特斯拉,这比一般的铁磁材料高出很多。
这意
味着在相同磁场下,软磁铁氧体产生的磁场强度更大,能够提供更大的磁场功率。
其次,软磁铁氧体具有低磁滞损耗。
磁滞损耗是磁性材料在磁化过程中产生的能量损失,软磁铁氧体的磁滞损耗非常低,表明其能够非常高效地在变化的磁场中工作。
这为电子设备提供了更高的工作效率和更长的使用寿命。
此外,软磁铁氧体具有良好的温度稳定性。
它的磁性能在较广的温度范围内基本保持不变,这意味着即使在高温环境下,软磁铁氧体的磁性能也不会出现明显的衰减。
这使得软磁铁氧体可以在各种恶劣的工作条件下发挥稳定的性能。
此外,软磁铁氧体材料还具有容易成型加工的特点。
它可以通过粉末冶金、烧结、压制等方法制备成各种形状和尺寸的磁芯,非常适合大规模生产和工程应用。
在实际应用中,软磁铁氧体材料被广泛用于变压器、电感器、传感器、电机、电子设备等领域。
例如,软磁铁氧体可以用于制作高效稳定的变压器磁芯,提高电能传输效率;在电机中,
软磁铁氧体可以用于制作感应电动机的转子和定子磁芯,提高电机的输出功率和效率。
总之,软磁铁氧体材料因其高饱和磁感应强度、低磁滞损耗、良好的温度稳定性和容易成型加工等特点,在电子、通信、电机等领域发挥了重要的作用。
随着科技的不断发展,软磁铁氧体材料的性能还将得到进一步的提高和应用拓展。
软磁铁氧体材料
软磁铁氧体材料软磁铁氧体材料是一类具有良好磁性能的材料,具有高磁导率、低磁滞、低铁损等优良特性,被广泛应用于电子电器、通讯、医疗、汽车等领域。
软磁铁氧体材料的发展历程、特性及应用领域是当前研究的热点之一。
软磁铁氧体材料最早出现在20世纪50年代,经过几十年的发展,已经成为了一类非常成熟的材料。
软磁铁氧体材料具有高磁导率、低磁滞、低铁损等特点,使其在电子电器领域得到了广泛的应用。
在电力变压器、电感器、传感器、磁记录等领域,软磁铁氧体材料都有着重要的作用。
软磁铁氧体材料的特性主要包括磁饱和磁感应强度、磁导率、矫顽力、磁滞和铁损等指标。
其中,磁导率是衡量软磁铁氧体材料性能的重要参数之一,它决定了材料在磁场中的响应速度和磁化强度。
磁滞和铁损则是衡量材料在磁场中能量损耗的重要指标,低磁滞和低铁损是软磁铁氧体材料的重要特点之一。
软磁铁氧体材料在电子电器领域有着广泛的应用。
在电力变压器中,软磁铁氧体材料可以有效降低变压器的铁损,提高变压器的效率;在电感器中,软磁铁氧体材料可以提高电感器的灵敏度和稳定性;在磁记录领域,软磁铁氧体材料可以提高磁记录介质的存储密度和稳定性。
除了电子电器领域,软磁铁氧体材料还在通讯、医疗、汽车等领域有着重要的应用。
在通讯领域,软磁铁氧体材料可以用于制造天线、滤波器等器件,提高通讯设备的性能;在医疗领域,软磁铁氧体材料可以用于制造医疗影像设备、医疗器械等;在汽车领域,软磁铁氧体材料可以用于制造发动机、传动系统等部件,提高汽车的性能和节能环保性。
总的来说,软磁铁氧体材料具有良好的磁性能和广泛的应用前景,在未来的发展中,将会继续发挥重要作用。
随着科学技术的不断进步,软磁铁氧体材料的性能将会得到进一步提高,应用领域也将会不断扩大,为人类社会的发展做出更大的贡献。