磁性材料料基础知识培训
磁性材料培训
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• (3). 铁硅铝粉芯 (Kool Mm Cores) 铁硅铝粉芯由 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 伸缩系数接近零，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 变压器铁芯使用。 变压器
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• 高磁通粉芯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 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。
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• 分为三类基本材料：电信用基本材料、宽带及EMI材料、 功率型材料。 电信用铁氧体的磁导率从750~2300, 具有 低损耗因子、高品质因素Q、稳定的磁导率随温度/时间关 系, 是磁导率在工作中下降最慢的一种，约每十年下降 3%～4%。广泛应用于高Q滤波器、调谐滤波器、负载线 圈、阻抗匹配变压器、接近传感器 宽带铁氧体也就是 传感器。 传感器 常说的高导磁率铁氧体，磁导率分别有5000、10000、 15000。其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频 率特性。广泛应用于共模滤波器、饱和电感、电流互感器 互感器、 互感器 漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器，在宽带变 压器和EMI上多用。 功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度， 为4000~5000 Gs。另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温 度关系。也就是说，随频率增大、损耗上升不大；随温度 提高、损耗变化不大。广泛应用于功率扼流圈、并列式滤 波器、开关电源 开关电源 开关电源电感、功率因素校正电 开关电源变压器、开关电源 开关电源 路。
简易培训资料1
第二章常用主资材介紹主资材：CORE(磁芯)；WIRE(线材)；成形材一．常用磁性材料磁性材料分为硬磁和软磁两种，硬磁即为通常所说的磁铁；软磁为我们生产所用的“CORE”；其特点是通电时带磁性，断电时即无磁性。
1.磁性材料的分类(1)按材质分类①Mn-Zn Mg-Zn：EE、EI类及带涂层磁环等，与线材不接触的制品；②Ni-Zn ：用于可以直接在CORE上卷线的小型型名，磁环。
(2)特点功率体积ｆ效率(损耗) 阻抗生产工艺价格磁导率Mn-Zn：大大.小低高(小) 小(导体) 复杂贵高Ni-Zn：小小高低(大) 大(绝缘) 较简单便宜低（3）按形状分类ＥＩ形ＵＵ形ＥＥＲ形ＵＩ形ＥＥ形ＥＩＲ形磁环二．线材(1)品名的表示（例：UEW种）Ｓ１－ＵＥＷ－０－０７－ＲＥＤ色别表示（红色）芯径寸法（φ0.07ｍｍ）线种（皮膜种类）皮膜厚度※※规格：Ｓ０Ｓ１Ｓ２Ｓ３ＪＩＳ规格：０种１种２种３种皮膜厚度：厚薄国标： QA-3 QA-2 QA-1(2)用途（例：UEW种）０种：皮膜最厚，耐高压时使用；１种：电源关系使用；２种：发振线圈的标准使用线材；３种：皮膜最薄，一般用在大电感、小体积、卷线区少的型名，滤波器用较多。
(3)温度等级（最高工作温度）：A级： 105℃；E级： 120℃；Ｂ级 130℃；Ｆ级 155℃；H级： 180℃第三章常用副资材介绍副资材：接着剂、TAPE(胶纸)、焊锡、松香、VARNISH(绝缘漆、凡立水).一．接着剂、处理剂说明：人体皮肤有轻微的反应，使用时要注意做好卫生工作和安全工作。
接着剂使用中的注意点：ａ．需低温保存，注意在使用期限内使用．ｂ．从冰箱中取出后，要放置２～３小时，待接着剂回复到室温后，才能将罐打开，以免接着剂表面结露后被稀释．第四章工艺文件知识第一节工艺文件的基本知识1.工艺文件工艺文件记载着制品的使用材料、外形尺寸、组合结构以及电气特性等内容，是生产和检查质量的依据。
第五章-1 磁性材料(基础知识)(1)
i=1A d=1m
×
H=1A/m
1 A/m的磁场强度就是直径为1m的单匝线圈通以1A电流时，在其中心处产生 的磁场强度。
M H
2）磁感应强度 B
物质在外加磁场H的作用下，发生磁化，磁感应强度B是外磁场强度H与
磁化强度M的总和：
M 感应磁矩μ
m
H
O
H
感应电子轨道电流
抗磁性物质M与H的关系
χ-1
抗磁性物质的磁化率
不随温度而改变。
O
T
抗磁性物质的原子中电子磁矩互相抵消，合磁矩为零，即没有固有磁矩；
但是当受到外加磁场作用时，电子轨道运动会发生变化，而且在与外加
磁场的相反方向产生很小的感应磁矩。
常见的抗磁性物质：
① 惰性气体； ② 任何原子若电离至与惰性气体具有相同的电子排布，则都将是抗磁性； ③ 不含过渡元素的共价化合物（如CO2），大部分有机化合物； ④ 部分金属，如Bi、Zn、Cu、Ag、Au、Hg、Pb等； ⑤ 部分非金属，如Si、S、P等； ⑥ 超导材料是
原子中存在未被填满的电子壳层是物质具有磁性的必要条件。
过渡金属原子的电子组态和玻尔磁子数
铁氧体中几种金属离子的3d层电子数及自旋磁矩
P251
物质的磁性
轨道 运动 电子 自旋 运动
轨道 磁矩 自旋 磁矩 未配对对电子 原子磁矩
+
（超）交换相互作用
磁性
2. 磁化强度和磁化率
2.1 磁化强度和磁化率的定义
。 ，
T > TN：磁矩的有序排列被完全破环，成为混乱排列并转化为顺磁性， T ，χ
磁性材料入门知识
磁性材料入门知识磁性材料入门知识磁性材料是指在磁场中可以产生磁性的材料，包括铁、钢、铁合金、磁性玻璃、氧化物等等。
它们具有多种应用，如电机、电磁铁、电子、通讯、医疗、军事等领域。
本文将为你介绍磁性材料的基本知识。
1. 磁化强度磁化强度是衡量磁性材料磁化程度的物理量，通常用磁化强度或磁化矢量表示。
磁化强度的单位是安培每米（A/m）或高斯（Gs）。
磁力线越接近选定的物体，磁化强度就越强。
2. 磁场强度磁场强度是衡量磁场强弱的物理量，它和磁性材料的磁化程度有关。
磁场强度的单位是特斯拉（T）或高斯（Gs）。
3. 磁性导数磁性材料的磁性导数是指材料对磁场的响应，通常用来表示磁性材料的磁化程度。
高磁性导数的材料对磁场的响应非常灵敏，可以用来制造磁传感器。
4. 磁饱和当磁性材料的磁化强度达到一定值时，它将不再对外加磁场产生响应，这个过程称为磁饱和。
磁饱和是磁性材料失去磁性的一个重要特征。
5. 磁畴磁性材料分为多个微小的磁畴，每个磁畴具有自己的磁矩方向，这个方向通过相邻的原子强引力互相保持。
每个磁畴磁矩方向相同，但与相邻磁畴的磁矩方向不同。
6. 磁滞回线当一个交变电流通过一个螺线管时，磁针的磁化方向会随着电流变化，因此在磁针上会形成一个磁滞回线。
磁滞回线经常用来描述磁性材料的饱和磁化、滞磁和磁导率等性质。
7. 磁性材料分类根据磁性材料的磁导率和饱和磁化强度，可以将磁性材料分为软磁性材料和硬磁性材料。
软磁性材料是指具有高磁导率和低磁饱和的材料，通常用作电子元器件、电机和变压器等领域。
硬磁性材料是指具有高饱和磁化和低磁导率的材料，通常用于制造永磁体、磁存储、磁头等领域。
8. 磁性材料应用磁性材料广泛应用于各个领域。
在电子行业，磁性材料用于制造电感和磁芯等元器件。
在电机和发电机中，磁性材料用于制造转子和定子，改进机器效率并降低成本。
磁性材料还用于通讯、医疗、军事和安全等领域。
总之，磁性材料具有重要的应用和理论价值。
通过深入了解磁性材料的基本知识，可以更好地理解其在科技领域中的应用和发展前景。
磁性功能材料培训课件(ppt72页).pptx
（2）顺磁性
χ：10-4-10-5
顺磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
顺磁性：
原子磁矩的方向是紊乱的；在外加磁场作用下趋于 沿外场方向排列，使磁质沿外场方向产生一定强度 的附加磁场。
磁化率虽小，但大于零。磁化强度随温度的升高而
下降。
顺磁金属主要有Mo，Al，Pt，Sn等。
对于3d金属及合金:λs约为 10-5—10-6。
第一节 铁磁学基础
1.1 物质的磁性 （一） 物质的磁性 磁矩 （二） 基本磁参量 （三） 物质磁性分类 （四） 磁化曲线 磁滞回线 （五） 磁晶各向异性 （六） 磁致伸缩
1.2 磁化过程与技术磁参量 1.3 磁性材料分类
第一节 铁磁学基础
（3）反铁磁性
χ：10-2-10-4
反铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
反铁磁性：
磁化率和温度的关系在涅耳点(TN)有一转折。在TN点以下
为反铁磁性,χ随温度升高而升高。在TN以上，χ随温度升
高而下降，表现如顺磁性行为。
反铁磁性物质中有A、B两个次晶格，其原子磁矩反平行 排列，且大小相等，自发磁化强度相互抵消，总磁矩为零 。
铁磁性物质： ①Fe、Co、Ni等纯金属。某些稀土元素如Gd（钆gá）等 ②含Fe、Co、Ni的合金及化合物； ③某些过渡元素组成的合金。
（5）亚铁磁性
χ ： 102 – 106
亚铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
亚铁磁性：
也有两个次晶格，其自发磁化的磁矩方向相反，但大小不等， 总的磁矩为两反平行排列磁矩的和，不为零。
（2） AB阶段，M 随H 急剧增长， 不可逆畴壁移动过程
磁性材料的基础知识讲座剖析课件
随着温度和磁场强度的变化，材料的磁导率和磁阻也会产生变化， 呈现出一定的非线性特征。
磁化强度与磁感应强度
01
02
03
磁化强度
指材料内部磁矩的矢量和 ，衡量材料被磁化的程度 。
磁感应强度
指磁场中某点磁场的强弱 和方向，与磁化强度密切 相关。
两者关系
在磁性材料中，磁感应强 度和磁化强度之间存在一 定的关系，可以通过物理 公式进行描述。
化学气相沉积法制备的磁性材料具有高纯度、高密度、高性能等特点，广泛应用于 磁记录、传感器等领域。
化学气相沉积法的优点是可控制膜层的成分和厚度，且工艺温度低、可制备形状复 杂的制品。缺点是设备成本高、工艺时间长，且需要严格控制反应条件。
溅射法
溅射法是一种制备磁性材料的方法，通 过将靶材置于真空室内，利用高能粒子 轰击靶材表面，使靶材原子或分子溅射 出来并沉积在基材上形成薄膜。
元素掺杂
通过在磁性材料中掺入其他元素，以改变其磁学性质。例如，通过掺入稀土元 素，可以提高磁性材料的磁能积和剩磁。
热处理与磁场处理
热处理
通过控制加热和冷却过程，改变磁性材料的晶体结构和相变 ，从而优化其磁学性能。例如，通过控制热处理条件，可以 提高磁性材料的矫顽力和稳定性。
磁场处理
在磁场中处理磁性材料，可以改变其内部的磁畴结构和磁矩 方向，从而优化其磁学性能。例如，通过磁场处理，可以减 小磁性材料的磁损耗和提高磁导率。
磁性材料的基础知识讲座剖析课件
目录
• 磁性材料概述 • 磁性材料的物理性质 • 磁性材料的制备工艺 • 磁性材料的性能优化 • 磁性材料的发展趋势与挑战
01
磁性材料概述
定义与特性
1 2
磁学和磁性材料基础知识专题培训课件
▼磁化强度M
定义单位体积磁体内磁偶极子具有的磁偶极矩矢量和称为 磁极化强度，用Jm 表示；
? J m ?
jm ?V
W b m ?2
单位体积磁体内磁偶极子具有的磁矩矢量和称为磁化强度， 用M表示。
M ? ? ?m
?V
A m ?1
J m和M亦有如下关系：
Jm=μ 0M 5
磁化强度可以看成是磁偶极子的集合 磁化强度又可以看成是闭合电流环的集合
各种物理量之间的关系？ 8
▼磁化率和磁导率
磁化强度M和磁场强度H存在如下关系：
M＝c H 或 c＝M/H c称为磁体的磁化率，表征磁体磁性强弱的参量。
由此 B=? 0(H+c H)?? 0(1+c)H
定义? ＝（1＋c）为相对磁导率，即? ＝B/ ? 0 H。 磁导 率是表征磁体的磁性、导磁性及磁化难易程度的磁学 量。
矫顽力是表征材料在磁化以后保持磁化状态的能力
将BHC<80~800 A?m-1的材料为软磁材料；将BHC>8? 103~8? 105 A?m-1 的材料称为硬磁材料；介于1~2?104 A ?m-1之间的为半硬磁材料
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不同的回线形状反映 了不同的磁性质，有 着不同的应用。
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退磁曲线
退磁曲线上每一点的B和H的乘积(BH)为磁能积， 表征永磁材料中能量大小的物理量。 (BH)的最大值为最大磁能积(BH) max
FeO, MnO, NiO, CoO, Cr2O3, FeCl2, FeF2, MnF2, FeS, MnS
右图是1938 年测到的MnO 磁化率温度曲线，它是被 发现的第一个反铁磁物质， 转变温度 122K。
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T
p
磁性材料专题教育课件
机器人。人们正在研究新旳非晶态和稀土磁性材料（如钕铁合金）。 磁性液体已进入实用阶段。
另外，某些新旳物理和化学效应旳发觉（如拓扑效应）也给新磁 性材料旳研制和应用（如磁声和磁热效应旳应用）提供定性。
硬磁材料
2.硬磁材料及其应用
(1)稀土硬磁材料：这是目前最大磁能积最高旳 一大类硬磁材料，为稀土族元素和铁族元素为 主要成份旳金属互化物(又称金属间化合物)。 如钕铁硼稀土合金硬磁材料。
(2)金属硬磁材料：这是一大类发展和应用都较 早旳以铁和铁族元素(如镍、钴等)为主要组元 旳合金型硬磁材料，主要有铝镍钴(AlNiCo)系 和铁铬钴(FeCrCo)系两大类硬磁合金。
电机定子铁芯
变压器铁芯
三.硬磁材料
硬磁材料又称永磁材料，是指被外磁场磁化后， 去掉外磁场后仍能保持着较强旳剩磁旳材料。
1.组织构造与磁性 能关系
1）性能指标：.矫顽 力Hc，剩磁Br，最大磁能 积(BH)m，居里温度Tc， 剩余磁化强度Mr。
2）硬磁材料旳4大特 征：高旳矫顽力，高旳剩
余磁通密度和高旳剩余磁
常用旳磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。
铁粉芯 铁粉芯是磁性材料四氧化三铁旳通俗说法，主要应用于电器回
路中处理电磁兼容性（EMC）问题。即用来消除电器回路中因为多 种不同原因产生旳杂波，辐射。
如下图是由铁粉芯制成旳磁环，当一定波段旳杂波经过磁环时， 磁环旳电磁特征造成这一波段旳电流被转化为磁力以及部分热量从 而被消耗掉。来到达降低杂波旳目旳。
(3)铁氧体硬磁材料：这是以Fe2O3为主要组元 旳复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如 反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高，尤其 有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体 (BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)等都有诸 多应用。
磁性材料基础知识-ppt课件
求其轴线上一点 p 的磁感强度的方向和大小.
Idl
r
dB
B
o
R
p B
x
*
x
I
dB 0
4π
Idl r2
解: 根据对称性分析
毕奥—萨伐尔定律的应用2
Idl
sin R
R
o
r
x
dB
*p x
r2 R
B0I
4π
r 2 x2
sindl
l r2
dB x
dB 0
4π
Idl r2
dB xdsBin4 π 0Isri2 n dl
0I dl
2πR l
I B
dl
oR
l
l 设 l 与 I 成右螺旋
关系
3.3 安培环路定理-应用
求载流螺绕环内的磁场 （已知 n N I）
1） 对称性分析；环内 B 线为同心圆，环外 B 为零.
2 ）选 回路(顺时针圆周) .
lB d Bl 2 0π NR I B 0 NI
2π R
d
令L2πRB0NIL
内部交流报告
磁性材料基础知识
提纲
1 磁性材料的发展简史
2 磁学基本常识
磁性来源 磁学基本概念 磁性材料分类
3 电磁学主要定律-恒稳/交变磁场
4 磁性材料性能分析
5 磁性材料应用实例
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
一、磁性材料发展简史（续）
• 1946年 Bioembergen发现NMR效应 • 1948年 Neel建立亜铁磁理论
磁性材料培训教材(扫盲级)
2p轨道 (虚线)
磁性正离子(2) M2
超交换相互作用使 M1 和 M2 的原子磁矩反向平行排列，在 M1 与 M2 的 原子磁矩大小不等时，就表现出“亚铁磁性”，我们生产的铁氧体即属于这种 情况。 所谓超交换相互作用就是相对于交换作用(纯铁原子)说的
尖晶石型铁氧体的超交换相互作用
A:四面体 B:八面体 离子组态 A-B 可能夹角φ 125°9′ 154°34′ B-B 90° 125°2′ A-A 79 15 ° - 38′
物理性质：松装密度，流动性，压缩性，粒径分布形式，比表面积 化学性质：化学组成，氧化状态，相结构
（1）粉料中的空隙和松装密度 预烧 注意点： a:预烧温度高 ，则粒子内空隙小 ，松装密度大 粉料空隙（粒子间空隙和粒子内空隙）
如预烧温度过高则结果相反。 （由于粒子变粗， 颗粒间空隙大于颗粒内间隙） b:粉碎时间长 ，则松装密度先大后小 松装密度先小后大 (2)粉料颗粒度和表面积 注意点：a:预烧温度高 b:粉碎时间长 (3)粉料造粒性 注意点： a:预烧温度高 (粉碎时间不变)，则粘结剂量少
电感甚至电阻做成一体式的产品，感容（LC）滤波器、阻容（RC）片式器件 和电感阻容（LRC）
层压电感简图
铁氧体电感结构示意
内电极的流延成型示意
-4-
保磁公司精密陶瓷部 产品工程课 谢庆丰
氧化铝高频电感结构示意
绕线式电感：又分为普通电感和绕线片式电感 。①.普通电感：有引针， 需 加塑胶套、外加磁套、塑封等，如：色码电感。②.绕线片式电感（保磁产 品） ：表面贴装类 ，无引针，直接焊接在电路板上 。 3.其它电感： 可调电感：螺纹磁心，磁心在绕制的线圈中能上下移动 耐电流电感：能承受大的偏置电流
磁性材料基础知识
磁性材料基础知识（入门）磁性材料：概述：磁性是物质的基本属性之一。
磁性现象是与各种形式的电荷运动相关联的，由于物质内部的电子运动和自旋会产生一定大小的磁场，因而产生磁性。
一切物质都具有磁性。
自然界的按磁性的不同可以分为顺磁性物质，抗磁性物质，铁磁性物质，反铁磁性物质，以及亚铁磁性物质，其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质，通常将这两类物质统称为磁性材料。
1.磁性材料的分类，性能特点和用途：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1-300MHZ6.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。
术语：1 饱和磁感应强度：(饱和磁通密度)磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度。
在实际应用中，饱和磁感应强度往往是指某一指定磁场（基本上达到磁饱和时的磁场）下的磁感应强度。
2 剩磁感应强度：从磁性体的饱和状态，把磁场（包括自退磁场）单调的减小到0的磁感应强度。
3 磁通密度矫顽力，他是从磁性体的饱和磁化状态，沿饱和磁滞回线单调改变磁场强度，使磁感应强度B减小到0时的磁感应强度。
磁性材料的应用培训讲学
在传统工业中 的应用
生物界和医学 界的磁应用
磁性材 料的应
用
军事领域的磁 应用
考古天文地址采矿 界领域的磁应用
2020/7/28
2020/7/28
传统 工业
在医学上，利用核磁共振 可以诊断人体异常组织， 判断疾病，这就是我们比 较熟悉的核磁共振成像。
生物 医学
利用磁性纳米材料表面功能 基团与可识别病兆的功能分 子进行耦联，是实现磁性纳 米晶体在疾病鉴别诊断中应 用的最可行的手段之一。
2020/7/28
太阳黑子是太阳上
磁场活动非常剧烈的 区域。太阳黑子的爆 发对我们的生活会产 生影响，例如使得无 线电通信暂时中断等。 因此，研究太阳黑子 对我们有重要意义。
2020/7/28
地磁的变化可以用来勘探矿床。由于所有物质
均具有或强或弱的磁性，如果它们聚集在一起，形成矿 床，那么必然对附近区域的地磁场产生干扰，使得地磁 场出现异常情况。根据这一点，可以在陆地、海洋或者
2020/7/28
பைடு நூலகம்
十七世纪：英国，威廉.吉伯 ，《磁体 》 十八世纪：法国，库仑， 库仑定律 十九世纪 1820年：丹麦，奥斯特，电流产生磁场 1831年：英国，法拉第，电磁感应现象 1873年：英国，麦克斯韦，统一电磁理论 1899年：法国，居里，居里温度，磁性转变
2020/7/28
二十世纪
空中测量大地的磁性，获得地磁图，对地磁图上磁场
异常的区域进行分析和进一步勘探，往往可以发现未知 的矿藏或者特殊的地质构造。
考虑： 地磁的变化还有何用途？
2020/7/28
磁学发展史
5000年前：天然磁石(Fe3O4) 2300年前：天然磁石，“司南”，指南 仪 1086年：沈括，《梦溪笔谈》，指南针 1119年：朱或，《萍洲可谈》，罗盘，航海 1405-1432年：郑和，指南仪，航海 1488-1521年：哥伦布，伽马，麦哲伦，指南 仪，航海发现
磁性材料的基础知识讲座课件
磁性材料的分类
总结词
磁性材料可以根据其磁化强度的不同分为硬磁材料和 软磁材料两类。
详细描述
硬磁材料是指那些具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积 的材料，如铁氧体、稀土永磁材料等。这些材料具有 较高的磁能积和矫顽力，因此能够保持较强的剩磁状 态，常用于制造永磁体。软磁材料则是指那些具有低 矫顽力和低剩磁的材料，如硅钢片、纯铁、低碳钢等 。这些材料在磁场中被磁化后容易退磁，因此常用于 制造变压器、电机等需要频繁改变磁场方向的电器设 备。
低成本化与环保化生产
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资源勤俭
优化生产工艺，降低生产 成本，提高磁性材料的资 源利用率。
环保材料
研发可降解或可回收的磁 性材料，减少对环境的污 染和破坏。
节能减排
降低生产过程中的能耗和 排放，推广绿色生产技术 。
新应用领域的拓展与开发
新能源领域
利用磁性材料在新能源领域如风 能、太阳能等领域的应用，推动
磁性材料在核磁共振成像 中的应用
核磁共振成像是一种重要的医学检测手段， 而磁性材料在其中扮演着关键角色。超导磁 体是核磁共振成像系统的核心部件，其性能 直接影响到成像质量。随着技术的不断发展 ，对超导磁体的性能要求也越来越高，研究 和开发具有更高磁场强度和稳定性的磁性材
料是未来的重要研究方向。
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02
磁性材料的物理性质
磁化曲线与磁滞回线
磁化曲线
描述了材料在磁场变化时磁化强 度与磁场强度的关系。
磁滞回线
表示磁场强度与磁感应强度的关 系，反应了磁性材料在周期性变 化磁场中的磁化过程。
磁导率与矫顽力
磁导率
描述了材料在磁场中的导磁能力，是 衡量材料磁性能的重要参数。
磁性材料基础知识
永磁材料各项性能参数的单位换算
剩磁Br
法定计量单位为特斯拉（T）。以前常用高斯（G s）为计量单位。 它们之间的换算为： 1T＝10000Gs ；1mT=10Gs
二、磁性材料的分类
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、永磁材料和功能磁性材料。 按生产手段的不同，又分为烧结磁性材料和粘接磁性材料。 按成型时是否外加成型磁场，永磁材料还有各向同性和各 向异性之别。 永磁材料铁氧体材料按压制方式的不同还有干压和湿压之 分。
永磁材料在应用中应注意的问题
(1)永磁材料的应用环境 永磁铁氧体的应用环境包括：温度、湿度、盐雾、辐射、冲击 等等，所以使用人员在设计时应充分考虑永磁材料在应用环境 中的失效，正确选用永磁材料。失效主要表现为：退磁、腐蚀、 性能变坏且不可恢复、不稳定等等。 (2)高温使用时，应选用工作温度高和温度系数小的材料，并尽量 设计靠近最大磁能积点。 (3)材料的磁性能的均匀性和一致性对器件的性能有很大的影响。 导致材料磁性能不均匀不一致的主要原因有：成型磁场的均匀 性，磁粉的流动性、烧结温度的均匀性。加工公差及加工方向， 磁化磁场的均匀性等因素。 (4)选择内禀矫顽力大且矩形度好的永磁体 (5)使用前最好进行高于使用温度50℃的老化处理 (6)使用时充磁一定要充饱和。一般铁氧体永磁充饱和需要外加磁 场为800KA/m以上。
矫顽力Hc
法定计量单位为：安每米（A/m）。以前常用奥斯特（Oe）为计量 单位 两个单位之间的换算为：1 （Oe）＝79.6 （A/m）；为方便起见， 常取整数80进行换算。1（kOe）＝80 （ kA/m）
磁性功能材料培训课件(ppt 57页)
0.55
1000℃退火+ 合适冷却速
度
第2种 （PC-S ）
超高磁导率材 料（环形铁芯 ，变换器等）
600 000 0.63 0.16
0.6
1300℃退火+ 合适冷却速
度
第3种 （PC-T）
高磁导率材料 ，具有优良的 信号保真性（
磁头等）
第1种 （PD-1）
高电阻率，高 磁导率材料（ 变换器等）
20 000 1.5 1.6
再结晶退火
用途：直流电机和电磁铁铁芯，继电器铁芯，永久磁 路中的导磁体和磁屏蔽，电话中磁屏蔽，电机中用以 导引直流磁通的磁极等。
直流电机铁 芯
2.1 概述 2.2 电工纯铁和电工钢 （一）电工纯铁 （二）电工钢 2.3 Fe-Ni合金 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 2.5 铁氧体软磁材料 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
（一）电工纯铁
指纯度在99.8%以上的铁，且不含有任何故意添加的合金 化元素。
最早，最常用 资源丰富、价格低廉，具有良好的可加工 性。
牌号
DT1 DT2 DT3 DT4
名称
沸腾纯铁 高纯度沸腾纯铁
镇静纯铁 无时效镇静纯铁
表2-3 国产纯铁的化学成分（质量分数）（%）
C 0.04 0.025 0.04
（wt%70~80%
之外，还含 Mo坡莫合金 Fe-79Ni-4Mn
有其他一些
特殊成分
超坡莫合金 Fe-79Ni-5Mo
坡莫合金 PD(wt%:3 36坡莫合金 5~40%)
Fe-36Ni
坡莫合金PE （wt%
45%~55%)
Permenom 5000Z
Deltamax
磁学与磁性材料基础知识-文档资料
在更多场合，确定场效应的量是磁感应强度B（磁通 密度）。在SI单位制中，B的定义为：
B＝ µo（H＋M） T or Wb•m2
7
应用中常用电流来产生磁场，有以下三种形式： 无限长载流直导线的磁场强度 H＝I/2pr 载流环行线圈圆心的磁场强度 H＝I/2r 无限长载流螺线管的磁场强度 H＝n I
FH0M Hcos
高能量态 F=mH
l
F=mH H
低能量态
F=mH -m
+m F=mH
H
14
显然，磁性体在磁化过程中，也将受到自身退磁场的作
用，产生退磁场能，它是在磁化强度逐步增加的过程中外 界做功逐步积累起来的，单位体积内
J
M
F d0H ddJ00 H ddM
对于均匀材料制成的磁体，容易得出;
在不同的磁化条件下，磁导率被分为以下四种： (1)起始磁导率 ：
1 lim B
i
H 0 H
0
(2)最大磁导率：
max
1
0
B H
max
(3)增量磁导率：
1
B H
0
(4)可逆磁导率：
B
max
B H
0
i
H
lim
rev H0
10
▼退磁场
材料被磁化时，两端的自由磁极会产 生与磁化反方向的磁场，即退磁场
Fd0 0MNM dM1 20NM 2
N 是磁化方向的退磁因子。对于非球形样品，沿不同方向磁 化时退磁场能大小不同，这种由形状造成的退磁场能随磁化 方向的变化，通常也称形状各向异性能。退磁能的存在是自 发磁化后的强磁体出现磁畴的主要原因。
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磁性材料料基础知识培训磁性材料：概述：磁性是物质的基本属性之一。
磁性现象是与各种形式的电荷运动相关联的，由于物质内部的电子运动和自旋会产生一定大小的磁场，因而产生磁性。
一切物质都具有磁性。
自然界的按磁性的不同可以分为顺磁性物质，抗磁性物质，铁磁性物质，反铁磁性物质，以及亚铁磁性物质，其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质，通常将这两类物质统称为磁性材料。
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。
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。
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。
设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。
磁性材料是一种重要的电子材料。
早期的磁性材料主要采用金属及合金系统，随着生产的发展，在电力工业、电讯工程及高频无线电技术等方面，迫切要求提供一种具有很高电阻率的高效能磁性材料。
在重新研究磁铁矿及其他具有磁性的氧化物的基础上，研制出了一种新型磁性材料——铁氧体。
铁氧体属于氧化物系统的磁性材料，是以氧化铁和其他铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物，可用于制造能量转换、传输和信息存储的各种功能器件。
铁氧体磁性材料按其晶体结构可分为：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型（R3Fe5O12）；磁铅石型（MFe12O19）；钙钛矿型（MFeO3）。
其中M指离子半径与Fe2＋相近的二价金属离子，R为稀土元素。
按铁氧体的用途不同，又可分为软磁、硬磁、矩磁和压磁等几类。
硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料，也称为永磁材料或恒磁材料。
硬磁铁氧体的晶体结构大致是六角晶系磁铅石型，其典型代表是钡铁氧体BaFe12O19。
这种材料性能较好，成本较低，不仅可用作电讯器件如录音器、电话机及各种仪表的磁铁，而已在医学、生物和印刷显示等方面也得到了应用。
镁锰铁氧体Mg－MnFe3O4，镍钢铁氧体Ni－CuFe2O4及稀土石榴型铁氧体3Me2O3•5Fe2O3（Me为三价稀土金属离子，如Y3＋、Sm3＋、Gd3＋等）是主要的旋磁铁氧体材料。
磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的直流磁场和电磁波磁场的作用下，电磁波在材料内部按一定方向的传播过程中，其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象。
旋磁现象实际应用在微波波段，因此，旋磁铁氧体材料也称为微波铁氧体。
主要用于雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电子设备中。
重要的矩磁材料有锰锌铁氧体和温度特性稳定的Li－Ni－Zn铁氧体、Li－Mn－Zn铁氧体。
矩磁材料具有辨别物理状态的特性，如电子计算机的“1”和“0”两种状态，各种开关和控制系统的“开”和“关”两种状态及逻辑系统的“是”和“否”两种状态等。
几乎所有的电子计算机都使用矩磁铁氧体组成高速存贮器。
另一种新近发展的磁性材料是磁泡材料。
这是因为某些石榴石型磁性材料的薄膜在磁场加到一定大小时，磁畴会形成圆柱状的泡畴，貌似浮在水面上的水泡，泡的“有”和“无”可用来表示信息的“1”和“0”两种状态。
由电路和磁场来控制磁泡的产生、消失、传输、分裂以及磁泡间的相互作用，即可实现信息的存储记录和逻辑运算等功能，在电子计算机、自动控制等科学技术中有着重要的应用。
压磁材料是指磁化时能在磁场方向作机械伸长或缩短的铁氧体材料。
目前应用最多的是镍锌铁氧体，镍铜铁氧体和镍镁铁氧体等。
压磁材料主要用于电磁能和机械能相互转换的超声器件、磁声器件及电讯器件、电子计算机、自动控制器件等。
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。
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。
设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。
磁性材料是一种重要的电子材料。
早期的磁性材料主要采用金属及合金系统，随着生产的发展，在电力工业、电讯工程及高频无线电技术等方面，迫切要求提供一种具有很高电阻率的高效能磁性材料。
在重新研究磁铁矿及其他具有磁性的氧化物的基础上，研制出了一种新型磁性材料——铁氧体。
铁氧体属于氧化物系统的磁性材料，是以氧化铁和其他铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物，可用于制造能量转换、传输和信息存储的各种功能器件。
铁氧体磁性材料按其晶体结构可分为：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型（R3Fe5O12）；磁铅石型（MFe12O19）；钙钛矿型（MFeO3）。
其中M指离子半径与Fe2＋相近的二价金属离子，R为稀土元素。
按铁氧体的用途不同，又可分为软磁、硬磁、矩磁和压磁等几类。
软磁材料是指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料。
有实用价值的软磁铁氧体主要是锰锌铁氧体Mn－ZnFe2O4和镍锌铁氧体Ni－ZnFeO4。
软磁铁氧体的晶体结构一般都是立方晶系尖晶石型，这是目前各种铁氧体中用途较广，数量较大，品种较多，产值较高的一种材料。
主要用作各种电感元件，如滤波器、变压器及天线的磁性和磁带录音、录像的磁头。
软磁功率铁氧体生产工艺流程作者：佚名来源：网络点击数： 202 更新时间：2007-10-22各工艺说明：原材料检验：对各种原材料纯度及含杂量进行检验。
配料：为粉料提供合适的化学成分。
混合：使粉料均衡。
预烧：使粉料初步铁氧体化,减少烧结变形粉碎：对预烧料颗粒进行破碎，并制成具有一定粒度及粘度的料浆。
加醇搅拌：使料浆与PVA溶液充分混合。
造粒：使料浆干燥成具有一定粒度的颗粒料。
成型：将颗粒料压制成具有一定外形、尺寸和强度的坯件。
烧结：使成型坯件进一步铁氧体化。
磨加工：使磁心具有良好的尺寸精度,性能符合物理特性。
检分：对产品进行分选并剔除不合格。
包装：对产品进行有效包装，避免在储存和运输中损伤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 铁氧体是一种非金属磁性材料，一般由铁、锰、镁、铜等金属氧化物粉末按一定比例混合压制成型，然后在高温下烧结而成的。
由于它的制造方法与陶瓷相似，所以又称它为磁性瓷，在电性能上它呈半导体特性，外观上它呈深灰色或黑色，硬而且脆。
铁氧体有两个突出的特点：一是电阻率高，二是磁导率高，这使它能够在很宽的频率范围内（从kHz到MHz）广泛应用，而且高频、低功率的磁心都由整块的铁氧体组成。
从组成上分，铁氧体可分为 MnZn铁氧体和NiZn铁氧体，它们在性能上存在一定的差异。
MnZn铁氧体的饱和磁密Bs一般为（0.2～0.35）T，电阻率为（10～103）Ω－m，居里温度在200℃左右，磁导率高，相对初始磁导率μi可高达10000，适合于1MHz以下做变压器和扼流圈等磁心。
NiZn铁氧体比MnZn铁氧体电阻率更高，一般为（105～108）Ω－m，饱和磁密Bs为（0.3～0.5）T，磁导率比MnZn的低，居里温度高于MnZn铁氧体。
它可用在（1～300）MHz 的高频情况，性能优于MnZn铁氧体。
但由于我国镍金属含量没有锰的含量丰富，NiZn铁氧体的价格要比MnZn铁氧体高很多。
值得注意的是：铁氧体的温度特性比较差，随着温度的升高，饱和磁密下降很明显。
另外，由于铁氧体的饱和磁密不高（一般小于0.5T），因而它在低频下几乎不能使用。
3.4铁粉心材料铁粉心材料多年来被广泛用于射频（RF）领域中，现在它作为恒磁通功率磁元件大量地应用在电力电子电路中。
它内部固有的分布气隙使它非常适于做各种储存能量的电感。
在需要气隙的情况下，它还可以取代铁氧体和铁合金叠片的应用，作为输出滤波电感、功率因数校正电感、连续模式的反激式电感及EMI/RFI应用的电感铁心，初始相对磁导率μi在10～100范围内，饱和磁通密度在（0.5～1.4）T之间，矫顽力Hc一般也不大，在（3.5～10）Oe左右。
（三）. 常用软磁磁芯的特点比较1. 磁粉芯、铁氧体的特点比较:MPP磁芯:使用安匝数< 200，50Hz~1kHz: me : 125 ~ 500 ; 1 ~ 10kHz: me : 125 ~ 200; > 100k Hz: me : 10 ~ 125HF磁芯: 使用安匝数< 500，能使用在较大的电源上，在较大的磁场下不易被饱和，能保证电感的最小直流漂移，me : 20 ~ 125 铁粉芯：使用安匝数>800, 能在高的磁化场下不被饱和, 能保证电感值最好的交直流叠加稳定性。
在200kHz以内频率特性稳定; 但高频损耗大，适合于10kHz以下使用。
FeSiAlF磁芯：代替铁粉芯使用，使用频率可大于8kHz。
DC 偏压能力介于MPP与HF之间。
铁氧体：饱和磁密低(5000Gs)，DC偏压能力最小2. 硅钢、坡莫合金、非晶合金的特点比较:硅钢和FeSiAl材料具有高的饱和磁感应值Bs，但其有效磁导率值低，特别是在高频范围内；坡莫合金具有高初始磁导率、低矫顽力和损耗，磁性能稳定，但Bs不够高，频率大于20kHz时，损耗和有效磁导率不理想，价格较贵，加工和热处理复杂；钴基非晶合金具有高的磁导率、低Ｈｃ、在宽的频率范围内有低损耗，接近于零的饱和磁致伸缩系数,对应力不敏感，但是Bs值低，价格昂贵；铁基非晶合金具有高Bs值、价格不高,但有效磁导率值较低。
纳米晶合金的磁导率、Hc值接近晶态高坡莫合金及钴基非晶，且饱和磁感Bs与中镍坡莫合金相当，热处理工艺简单，是一种理想的廉价高性能软磁材料；虽然纳米晶合金的Bs值低于铁基非晶和硅钢，但其在高磁感下的高频损耗远低于它们，并具有更好的耐蚀性和磁稳定性。