软磁铁氧体材料的基本特性(一)

软磁铁氧体材料基本磁特性(一)

磁化曲线和磁滞回线

有一个很长的均匀线管空心线圈，轴向长度为 l，有 N匝线圈，流过的电流为 I，则线圈内部的磁场为 H：(1-1)①磁场的方向平行于螺线管轴，以及在内截面上是均匀分布的［见图1-4(a)］。有关的磁感应强度B由下式给出：B=μ0·H (T)(或Wb/m２) (1-2)②这里，μ0 是真空绝对磁导率，数值为 4π×10７H/m（享利 / 米）。如果螺线管中填满铁氧体磁性材料，则磁场作用于材料内部的微观电流环线，使材料内部的磁畴趋向一致（通过畴壁位移磁畴旋转），结果材料磁矩增大了线圈内部磁场，这个磁场的增加称磁化强度 M，单位是A/m（安/米）。

①1 奥斯特(Oe)=79.577安/米=80安/米（A/m）

②1 特斯拉(T)=1韦伯/米（Wh/m2）=104高斯（Gs）

1mT(毫特斯拉)=10Gs(高斯)

因此，线圈内磁场 Hi 为：(A/m) (1-3)

磁感应强度为：B=μ0Hi=μ0(H＋M)(T) (1-4)或者，B=μ0H＋J (T) (1-5)这里，J 是磁极化强度，单位是 T（特斯拉）。J 与 M的关系为：J=μ0M(T) (1-6)因此，M 是由于磁性材料除菌过滤器而造成的磁场强度的增量，而J是相应的磁通密度的增量。磁感应强度除以磁场强度的

商简称为绝对磁导率，用μ0μ表示：B/Ｈ=μ0μ或 B=μ0μH

(1-7)

式中μ是材料的相对磁导率，它表示某种材料的磁导率比真空磁导率大多少倍，这是一个无量纲的比值。实际使用中将形容词“相对”省略，直接称为材料的磁导率。

磁性材料在外磁场中磁化时，其磁感应强度 B 与磁化场 H 呈现复杂的关系，这种关系可用磁化曲线和磁滞回线来表征。在慢慢增长的直流磁场作用下，可以获得静态磁化曲线。实际采用的是初始磁化曲线，即将铁氧体完全退磁后（这时磁畴全部随机取向，相互抵消而结果磁化为零），把磁场强度从零慢慢增加所得到的双联过滤器B-H 曲线。图1-5 示出多晶铁氧体样品的磁化过程和起始磁化曲线。可将磁化曲线分为四段：OA 为起始磁化阶段，AB 为磁化陡峭阶段，BC 是缓慢磁化阶段（趋于饱和），CS 是饱和磁化段。

在 B-H 曲线上，CS 段是与 H 轴维持一定斜率的斜线。在饱和磁场Hs 相对应的磁感应强度称为饱和磁感应强度 Bs。这是一个较为重要的实用参数。

(a) 很长空心线圈

(b) 很长螺线管中有很长铁氧体园棒图 1-4 螺线管中的磁场