高导磁率材料选择

高导磁率材料选择
常用的金属软磁材料就是以铁、钴、镍这三种主要的铁磁性元素为主要成分，或是它们中的单一金属，或是它们中的两两或三者的适当组分配合，或是在此基础上再添加一种或多种别的元素组合而成的，结构主要为多晶或单晶。

1、铁一错一硼型非晶合金：
铁一错一硼型非晶合金为基料,加上铜、硅等几个微量的添加元素,用性00一500oC的温度进行热处理,再通过析离出20一30 nm的超微细的过饱和晶相来实现的。

这种新软磁材料的磁通密度为1.8T,与现用的硅钢片的(2.0T)同等级,导磁率为硅钢片的20倍,与非晶形合金的相同。

这两个特性与以前的软磁材料相比,其值属于高等级。

另外,新软磁材料的机械特性也很优良,维氏硬度为1600,约为硅钢片的10倍,大致与高硬度的工业陶瓷的相同,据称还可作为耐磨材料和高强度材料应用。

2、Fe—Si—Al合金
Fe-Si-Al合金具有极高的耐磨性,高的电阻率(约80～130μΩ-cm), 在高频下有良好的磁特性,以达到传递信号灵敏,器件寿命长。

其工艺情况简介如下:不能锻、轧,只能铸造成各种形状。

由于其流动性很好,可浇成较复杂的形状。

「·F、一Si一Al一合金具有极高的耐磨性,高的电阻率(约8D~13D那口一cm),并有高的导磁率,尤其在高频下有好的磁特性。

这种合金还具有资源丰富,价格低廉的优点。

但是它最大的缺点是质地太脆不易于冷加工。

3、纯铁
纯铁是最早使用的软磁材料，其饱和磁化强度高、电阻率低，适于静态条件下使用，
又由于其价格便宜，冶炼技术成熟，但纯铁作为软磁材料，其电阻率和磁导率都太低，后来发现铁中随着硅的增加(一般在4．5％以下)，晶粒粗大化、电阻率提高，这就有利于磁导率的提高、矫顽力降低，以及磁损耗的降低。

这样便得到铁硅系软磁合金，常称作硅钢。

后来人们对制作硅钢的工艺进行不断的改进，使得硅钢各方面的性能都有很大改善，应用领域也很广。

硅钢也可用于电磁屏蔽。

4、铁铝合金
铁铝合金具有较好的软磁性能，而且硬度高、耐磨，是制作磁头铁芯的理想材料．但
性脆，难于加工，这使{导它在生产和使用中受到很大影响．
5、镍基合金
镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等
综合性能的一类合金。

按照主要主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。

高温合金按照基体的不同，分为：铁基高温合金，镍基高温合金与钴基高温合金。

其中镍基高温合金简称镍基合金。

5.1镍基耐蚀合金
主要合金元素是铜、铬、钼。

具有良好的综合性能，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。

镍基耐蚀合金主要用于制造石油，化工，电力等各种耐腐蚀环境用零部件。

5.2镍基耐磨合金
主要合金元素是铬、钼、钨，还含有少量的铌、钽和铟。

除具有耐磨性能外，其抗氧化、耐腐蚀、焊接性能也好。

可制造耐磨零部件，也可作为包覆材料，通过堆焊和喷涂工艺将其包覆在其他基体材料表面。

5.3镍基精密合金
包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热合金等。

最常用的软磁合金是含镍80%左右的玻莫合金，其最大磁导率和起始磁导率高，矫顽力低，是电子工业中重要的铁芯材料。

镍基精密电阻合金的主要合金元素是铬、铝、铜，这种合金具有较高的电阻率、较低的电阻率温度系数和良好的耐蚀性，用于制作电阻器。

镍基电热合金是含铬20%的镍合金，具有良好的抗氧化、抗腐蚀性能，可在1000～1100℃温度下长期使用。

通过添加合适的合金元素及采用适当的工艺手段，可有效的控制磁性能及其它技术性能。

铁镍系合金从硬坡莫合金到超坡莫合金，展大的特点是磁导率非常高，初始磁导率可以超过十万，最大磁导率可以超过一百万。

但它也有一个主要缺点，是饱和磁化强度偏低，限制了在有较高功率要求方面的应用。

5.4镍基形状记忆合金
含钛50（at)%的镍合金。

其回复温度是70℃，形状记忆效果好。

少量改变镍钛成分比例，可使回复温度在30～100℃范围内变化。

多用于制造航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件、生物医学上使用的人造心脏马达等。

总结：
上述几种材料都有一定的导磁性能，同时各具优缺点，目前镍基油管已经普遍应用，说明其基本满足井下恶劣条件，且镍基精密合金最大磁导率和起始磁导率高，矫顽力低，满足项目高导磁率的要求；若选用其他材料，需要不断试验，必将延长项目周期、增加项目成本，所以建议选用镍基精密合金。

（价格200元/千克左右）。