铁粉芯-详细

材质性能
磁芯损耗对照表(mW/cm3)
铁粉芯
铁粉芯温度特性
铁粉芯一般适用于-65℃~125 ℃的温度范围，当磁 芯处于较高的温度环境中，会使电感品质因数（ Q） 永久性的降低，这是由于其在制造过程中使用了有 机粘结剂，如环氧树脂等；当使用温度超过150 ℃ 时，其材料内部的树脂会恶化，使磁芯的损耗增大， 降低铁粉芯的使用寿命。这种特性的偏离程度取决 于时间、温度、磁芯大小、频率和磁通密度等。
通过适当地氧化高纯铁粉，并添加少量的绝 缘粘结剂，使非磁性部分的百分比最小，以 防止任何磁性能的损失，并在铁颗粒之间保 持足够的绝缘以及足够的磁芯强度。因此， 所说的铁粉芯在50~10000Hz，尤其是在 50~1000Hz的频带上性能良好，可以替代传 统硅钢叠层磁芯。
铁粉芯用途





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。 MPP 磁芯（钼坡莫合金粉芯 81%Ni,2%Mo,17%Fe）：使用安匝数< 200， 50Hz~1kHz， μe ：125 ~ 500 ；1 ~ 10kHz；μe ： 125 ~ 200； > 100kHz：μe： 10 ~ 125 HF 磁芯（高磁通量粉芯,50%Ni,50%Fe）：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， μe ： 20 ~ 125 FeSiAl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
非常详细 Ue=( L*Le )/ (4*3.14*Ae*N的平方)





Ue：有效磁导率 L：电感量（nH） Le：有效磁路长度（厘米） Ae：有效截面积（平方厘米） N: 圈数 例： 有一款磁环，测量：外径OD=37mm，内径ID=14.5mm，厚度 HT=11.3mm； 1、首先用0.30mm漆包线均匀绕制20Ts，测得电感L=59uH（ 10KHz. 1.0V） 2、计算Ae=OD-ID除以2再乘以HT，结果等于：1.271平方厘米 3、计算Le=OD+ID除以2再乘以3.14，结果等于：8.086厘米 4、将计算结果代入磁导率计算公式等于74.7 5、即该磁环的磁导率约为
1.提供一种在第一方面中定义的制备铁粉芯的 铁粉组合物。 2.把所说的制备铁粉芯的铁粉组合物在 50~250℃下进行固化处理。 3.把所说的粉末组合物压成块体。 4.在550~650℃把所说的块体在惰性气氛下 退火。
本发明在硅氧烷树脂中添加一种有机钛化合物作为 硅氧烷树脂的交联剂，并且在压块之前，在较低的 温度下进行固化处理使硅氧烷树脂的交联反应进行 到一定程度。这种部分固化不仅避免了铁粉在压块 之前的团聚和绝缘涂层在压块过程中的开裂，而且 改进了所说的块体的保形性。压块后进行退火处理， 是硅氧烷树脂在作为交联剂的有机钛化合物的存在 下完全固化。因此所说的退火处理导致了铁粉芯具 有极高的机械强度。 二氧化硅溶胶和硅氧烷树脂是耐热的，使得即使在 高温退火处理使铁粉释放应力以减小矫顽磁力，在 铁颗粒之间仍能保持足够的绝缘以防止涡流损耗增 大。
将铁粉用H2气体还原1小时，铁含量将提高到 99.0%左右，同时其他元素的含量也将明显降低。 这种还原过的羰基铁粉，硬度稍低，也被称之为软 粉。羰基铁粉活性很大，正常情况放置一段时间后， 因为熵的增加，会发生自动团聚。发生团聚的铁粉 颗粒度增加，颗粒粘结，对于注射成型应用有比较 大的影响。目前市场上质量最好的羰基铁粉为德国 BASF公司生产。
材质型号：
-2材质：是一种低导磁率材料，它比其他没有附加空隙损耗 的材料更能降低操作时的交流通量密度。 -8材质：这种材料在高偏流下损耗低，且线性良好，是良好 的高频材料。此种材料在铁粉芯中价格是最贵的。真正的-8 材质型铁粉芯是用羰基铁粉生产的，较一般材质价高达10倍 以上。 -18材质：这种材料跟-8材质一样损耗较低，但导磁率较高， 且有良好的直流饱和特性，价格较低。 -26材质：最为通用的材料，是一种使用成本效益高的材料。 适于功率转换和线路滤波等各种用途，目前使用最为广泛。 -28/-30材质：这种材料导磁率较低，具有良好的线性度 ， 价格低廉，使用广泛，特别是广泛使用于大尺寸的大功率 UPS抗流器。
四 种 金 属 磁 粉 芯 性 能 和 价 格 对 比
金属磁粉芯与其它铁磁材料应用对比 1.应用之功率变压器
2.应用之RF变压器
3.应用之精密变压器
4.应用之纯电感
铁粉芯
生产工艺
日本专利申请公开(JP-A)72102/1987提出了一种用 于铁粉芯的铁粉，其氧含量为0.15wt％----0.5wt％。 平均颗粒尺寸为40—170μm，平均长径比为4／1～ 25／1。在铁颗粒上的氧化物涂层提供了颗粒之间 的绝缘以减小涡流损失。因为目标是高于约1 MHz 的高频带，所以氧含量较高。使用环氧树脂粘结剂 制备的铁粉芯产生较高的磁滞损失，因为为了降低 矫顽磁力必须在高温下进行退火处理。
JP-A 219902/1992提出了一种含有铁磁粉末 的铁粉芯组合物，可以在高到600℃的温度 下退火，用3.9wt%的SiO2作为粘合剂，使该 组合物压实和成形。所说的二氧化硅通过硅 酸乙酯水解而获得。但是，从硅酸乙酯水解 得到的涂层没有足够的粘结作用，不能产生 高机械强度的铁粉芯。



1997年，日本研发出一种用于铁粉芯的铁粉组合物， 包括由颗粒尺寸维75~200μm的颗粒组成的铁粉、 按固体计0.015~0.15wt%（以铁粉为基准）的二氧 化硅溶胶、0.05~0.5wt%（以铁粉为基准）的硅氧 烷树脂、和10~50wt%（以硅氧烷树脂为基准）的 有机钛化合物。 铁粉组合物还可以包括最多29wt%的（以硅氧烷树 脂和有机钛化合物的总量为基准）的分散剂。所说 的分散剂优选的是乙基纤维素。优选的是铁粉经过 氧化处理。 本发明提供一种铁粉芯，主要由颗粒尺寸为 75~200um的铁粉颗粒、0.03~0.1wt%的硅、 15~210ppm的钛和300~2500ppm的氧组成。
JP-A 222207/1986提出了一种通过使磁性金属粉末 与氧化硅溶胶或氧化铝溶胶接触，然后干燥和成形 来制备铁粉芯的方法。据描述，由于干燥引起氧化 硅溶胶或氧化铝溶胶凝胶化，形成三维网络结构， 高温下的热处理不会对金属颗粒之间的绝缘层有不 良影响。但是，由于干燥的氧化硅溶胶或氧化铝溶 胶没有较好的粘结作用，在热处理后只有很小的形 状保持能力，从而导致了低强度。由于热处理温度 限制在500℃或更低，所以不能取得足够的退火效 果。
铁粉芯
铁粉芯是以高纯铁粉或羰基铁粉经绝缘、成 型、涂覆后制成的磁芯。 各种铁粉芯的饱和磁感强度Bs值高达5001300mT，磁导率范围从22～100；能在高的 磁化场下不被饱和，具有良好的交、直流叠 加稳定性；初始磁导率μi随频率的变化稳定 性好；价格在各种金属软磁粉芯中是最低的。 但高频下损耗高。
-33/-34/-35材质：此种材料具有-8材质类似的优良特性，且 高直流偏场下线性良好，是-8材质的良好代用品。适合高频 下磁芯损耗可允许较-8材质大一些的情况下使用，其价格比 -8材质大大降低。 -38材质：是一种高磁导率，可替代材料-26的低成本选择， 最适合线性频率的应用 -40材质：其特性及通用性类似于-26材质。在使用较大尺寸 磁芯的情况下，其价格比-26材质便宜。 -45材质：一种磁导率最高的材料，可替代材料-52，但磁芯 损耗较高 -52材质：这种材料具有与-26材质一样的导磁率，然而在高 频下损耗比-26材质低，在新型的高频抗流器上得到广泛使 用。 -2/93材质：是一种可替代材料-2但不昂贵的选择，适应于高 频率时磁芯损耗不重要的情况。高偏流时线性良好。 -8/93材质：是一种可替代材料-8，但不昂贵的选择，磁芯损 耗接近-8，高偏流时线性良好。
羰基铁粉
羰基铁粉是通过CO与铁在高温高压下反应， 生成5羰基铁油状物，经低压分离后得到产品。 经退火防氧化处理即可得到。当温度为 200℃，200bar的条件下羰基合成反应式如 下 Fe+5CO——Fe(CO)5
羰基铁在300℃，1bar的条件下分解为Fe和CO Fe(CO)5 ——Fe+5CO 在分解过程中，因为Fe 有催化CO与CO2 反应的 作用，通常采用通NH3 作为保护气体来抑制该反 应。这样一来羰基铁粉中就不可避免的会有N元 素的存在。从旋风收集器中收集到的产品一般铁 含量约在97%左右，其中C和N的含量均小于1%。 由于有Fe2O3，Fe3N 等杂质的存在，同时，铁粉 表面也会对CO和NH3气体有一定的吸附，这些因 素造成铁粉硬度比较大，通常被称之为硬粉。
高频抗流器 功率转换输出抗流器 EMI噪音滤波器 脉冲变压器 DC输入输出滤波器 调光抗流器 功率因数修正电感器 连续态返驰电感器
铁粉芯
科达磁电公司磁性材料研发中心最近新研制 出使用温度在210℃的铁粉芯TAF208系列产 品。磁性材料研发中心主要依靠合金磁芯的 生产技术，对铁粉芯的生产工艺进行了调整， 采用了无机粘结剂，并进行高温热处理，开 发出TAF208系列耐高温产品
常用软磁磁芯的特点比较
由于铁粉芯的磁通量比铁氧体多近三倍，在 通常衰减50%的情况下，如果设计方案使用 适度饱和的铁粉芯，那么就可以在磁芯体积 减少35%的情况下获得更佳性能。高温时二 者的磁通量差异会更加明显，因为铁氧体的 磁通量会随温度升高而降低，而铁粉芯则相 对保持稳定。