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什么是软磁材料?什么是硬磁材料?马经救世报
时间: 2019-09-24

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  软磁材料,指的是当磁化发生在Hc不大于1000A/m,这样的材料称为软磁体。典型的软磁材料,可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。软磁材料(soft magnetic material)具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。

  硬磁材料是指那些难以磁化,且除去外场以后,仍能保留高的剩余磁化强度的材料。硬磁材料的主要用途是制成永磁体,使在一定的空间内产生恒定的磁场. 与电流磁场相比,它所产生的磁场强度稳定、不需要电源、不发热、体积小,因此被广泛应用于仪表、电讯、电力、交通和生活用品。

  软磁铁氧体的特点是:饱和磁通密度低,磁导率低,居里温度低,中高频损耗低,成本低。前三个低是它的缺点,限制了它的使用范围,现在(21世纪初)正在努力改进。后两个低是它的优点,有利于进入高频市场,现在(21世纪初)正在努力扩展。

  永磁材料是发现和使用都最早的一类磁性材料。我国最早发明的指南器(称为司南)便是利用天然永磁材料磁铁矿制成的。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,而且已在医学、生物和印刷显示等方面也得到了应用。

  具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等 。软磁材料种类繁多,通常按成分分为:

  ①纯铁和低碳钢。含碳量低于0.04%,包括电磁纯铁 、电解铁和羰基铁。其特点是饱和磁化强度高,价格低廉,加工性能好;但其电阻率低、在交变磁场下涡流损耗大,只适于静态下使用,如制造电磁铁芯、极靴、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩等。

  ②铁硅系合金。含硅量 0.5% ~ 4.8%,一般制成薄板使用,俗称硅钢片。在纯铁中加入硅后,可消除磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象。随着硅含量增加,热导率降低,脆性增加,饱和磁化强度下降,但其电阻率和磁导率高,矫顽力和涡流损耗减小,从而可应用到交流领域,制造电机、变压器、继电器、互感器等的铁芯。

  ③铁铝系合金 。含铝6%~16%,具有较好的软磁性能,磁导率和电阻率高,硬度高、耐磨性好,但性脆,主要用于制造小型变压器、磁放大器、继电器等的铁芯和磁头、超声换能器等。

  ④铁硅铝系合金。在二元铁铝合金中加入硅获得。其硬度、饱和磁感应强度、磁导率和电阻率都较高。缺点是磁性能对成分起伏敏感,脆性大,加工性能差。主要用于音频和视频磁头。

  ⑤镍铁系合金。镍含量30%~90%,又称坡莫合金,通过合金化元素配比和适当工艺,可控制磁性能,获得高导磁、恒导磁、矩磁等软磁材料。其塑性高,对应力较敏感,可用作脉冲变压器材料、电感铁芯和功能磁性材料。

  ⑥铁钴系合金。钴含量27%~50%。具有较高的饱和磁化强度,电阻率低。适于制造极靴、电机转子和定子、小型变压器铁芯等。

  ⑦软磁铁氧体。非金属亚铁磁性软磁材料。电阻率高(10-2~1010Ω·m ),饱和磁化强度比金属低,价格低廉,广泛用作电感元件和变压器元件(见铁氧体)。

  ⑧非晶态软磁合金。一种无长程有序、无晶粒合金,又称金属玻璃,或称非晶金属。其磁导率和电阻率高,正版资料大全经典h游戏大盘点 这。矫顽力小,对应力不敏感,不存在由晶体结构引起的磁晶各向异性,具有耐蚀和高强度等特点。此外,其居里点比晶态软磁材料低得多,电能损耗大为降低,是一种正在开发利用的新型软磁材料。

  ⑨超微晶软磁合金。20世纪80年代发现的一种软磁材料。由小于50纳米左右的结晶相和非晶态的晶界相组成,具有比晶态和非晶态合金更好的综合性能,不仅磁导率高、矫顽力低、铁损耗小,且饱和磁感应强度高、稳定性好。现主要研究的是铁基超微晶合金。

  饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。

  矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。

  磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。

  初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。

  居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。

  磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:

  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。硬磁材料常用来制作各种永久磁铁、扬声器的磁钢和电子电路中的记忆元件等。

  在电学中硬磁材料的主要作应是产生磁力线,然后让运动的导线切割磁力线,从而产生电流。

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  硬磁材料是指那些难以磁化,且除去外场以后,仍能保留高的剩余磁化强度的材料。硬磁材料的主要用途是制成永磁体,使在一定的空间内产生恒定的磁场. 与电流磁场相比,它所产生的磁场强度稳定、不需要电源、不发热、体积小,因此被广泛应用于仪表、电讯、电力、交通和生活用品。

  展开全部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。硬磁材料常用来制作各种永久磁铁、扬声器的磁钢和电子电路中的记忆元件等。

  具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等 。软磁材料种类繁多,通常按成分分为:

  ①纯铁和低碳钢。含碳量低于0.04%,包括电磁纯铁 、电解铁和羰基铁。其特点是饱和磁化强度高,价格低廉,加工性能好;但其电阻率低、在交变磁场下涡流损耗大,只适于静态下使用,如制造电磁铁芯、极靴、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩等。

  ②铁硅系合金。含硅量 0.5% ~ 4.8%,一般制成薄板使用,俗称硅钢片。在纯铁中加入硅后,可消除磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象。随着硅含量增加,热导率降低,脆性增加,饱和磁化强度下降,但其电阻率和磁导率高,矫顽力和涡流损耗减小,从而可应用到交流领域,制造电机、变压器、继电器、互感器等的铁芯。

  ③铁铝系合金 。含铝6%~16%,具有较好的软磁性能,磁导率和电阻率高,硬度高、耐磨性好,但性脆,主要用于制造小型变压器、磁放大器、继电器等的铁芯和磁头、超声换能器等。

  ④铁硅铝系合金。在二元铁铝合金中加入硅获得。其硬度、饱和磁感应强度、磁导率和电阻率都较高。缺点是磁性能对成分起伏敏感,脆性大,加工性能差。主要用于音频和视频磁头。

  ⑤镍铁系合金。镍含量30%~90%,又称坡莫合金,通过合金化元素配比和适当工艺,可控制磁性能,获得高导磁、恒导磁、矩磁等软磁材料。其塑性高,对应力较敏感,可用作脉冲变压器材料、电感铁芯和功能磁性材料。

  ⑥铁钴系合金。钴含量27%~50%。具有较高的饱和磁化强度,电阻率低。适于制造极靴、电机转子和定子、小型变压器铁芯等。

  ⑦软磁铁氧体。非金属亚铁磁性软磁材料。电阻率高(10-2~1010Ω·m ),饱和磁化强度比金属低,价格低廉,广泛用作电感元件和变压器元件(见铁氧体)。

  ⑧非晶态软磁合金。一种无长程有序、无晶粒合金,又称金属玻璃,或称非晶金属。其磁导率和电阻率高,矫顽力小,对应力不敏感,不存在由晶体结构引起的磁晶各向异性,具有耐蚀和高强度等特点。此外,其居里点比晶态软磁材料低得多,电能损耗大为降低,是一种正在开发利用的新型软磁材料。

  ⑨超微晶软磁合金。20世纪80年代发现的一种软磁材料。由小于50纳米左右的结晶相和非晶态的晶界相组成,具有比晶态和非晶态合金更好的综合性能,不仅磁导率高、矫顽力低、铁损耗小,且饱和磁感应强度高、稳定性好。现主要研究的是铁基超微晶合金。

  饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。

  矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。

  磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。

  初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。

  居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。

  磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:

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  用途: 用于制作录音机和磁带机磁头芯片以及微特电机变压器,传感器,磁放大器等各种高频电感元件铁芯。


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