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材料的特點和分類

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材料的特點和分類

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  磁性材料主要分為永磁材料與軟磁材料。永磁材料又稱硬磁材料,磁體經過外加磁場以后能長期保留其強磁性,特點是矯頑力(Hc)高。一般其矯頑力Hc≥10A4/m。磁能積(BH)max大。軟材料是加磁場后即容易磁化,也容易退磁的磁性材料,特點是矯頑力小,一般其矯頑力Hc≤10A3/m。

  永磁材料四種主要磁特性

  (1)高的最大的磁能積 最大磁能積(BH)max是永磁材料單位體積存儲和可利用的最大磁能量密度的量度。

  (2)高的矯頑力 矯頑力(Hc)是永磁材料磁和非磁的干擾而保持其永磁性的量度。

  (3)高的剩余磁通密度(Br)和高的剩余磁化強度(Mr) 它們是具有空氣隙中磁場強度的量度。

  (4)高的穩定性 即對外加干擾磁場和溫度、振動等環境因素的變化的高穩定性。

  永磁材料的主要分類

  (1)金屬永磁材料:這是一種發展和應用都比較早的以鐵和鐵元素(如鎳、鈷等)為重要元素組成的合金永磁材料,主要有稀土永磁(如釹 鐵硼稀土合金永磁),鋁鎳鈷(AINiCo)系和鐵鉻鈷(FeCrCo)系三大永磁合金。

  (2)鐵氧體永磁材料:這是以Fe2O3為主要元素組成的復合氧化物的強磁材料,其特點是電阻率高,特別有利于在搞頻和微波使用。如鋇鐵氧體永磁材料,鍶鐵氧體永磁材料等。

  (3)其它永磁材料:如微粉永磁材料,納米永磁材料,膠塑永磁材料等。

  軟磁材料的主要特點

  (1)低的矯頑力Hc:顯示磁性材料即容易外加磁場磁化,又容易受到加磁場或其他因素退磁,而且磁損耗也低。

  (2)高的飽和磁通密度Bs和高的飽和磁化強度Ms:這樣榮故意得到高的磁導率μ和低的矯頑力Hc,也可以提高磁通密度。

  (3)低的磁損耗和電損耗:這就要求低的矯頑力Hc和高的電阻率。

  (4)高的穩定性:對溫度、震動等環境因素的變化具有高的穩定性。

  軟磁材料的主要分類

  (1)鐵氧體軟磁材料:是一系列含有氧化鐵的復合氧化物材料(或稱為陶瓷材料),特點是飽和磁感應強度低(0.5T以下)但是磁導率比較高。電阻率也很高,一般使用在高頻下。如錳鋅鐵氧體(Mn-Zn Cores)、鎂鋅鐵(Mg-Zn Cores)。

  (2)金屬軟磁材料:與鐵氧體軟磁材料相比具有高的飽和磁感應強度低的矯頑力。主要有鐵系類軟磁如工業純鐵、鐵粉芯(Iron Powder Cores);鐵鎳合金類軟磁,如鐵鎳鉬磁粉芯(MPP Cores)、高磁通鐵鎳磁粉芯(High Flux Cores)等;鐵硅合金類軟磁,如鐵硅鋁磁粉芯(Sendudt Cores)、硅鋼片等。

  (3)非晶軟磁材料和納米晶軟磁材料:是20世紀后期發展起來的新軟磁材料。

  金屬磁粉芯是由金屬磁性粉粒,經表面絕緣包覆,與絕緣介質(有機或無機類黏合劑)混合壓制而成的一種軟磁材料。由于金屬磁性粉粒很小,又被非磁性絕緣膜物質隔開,因此,一方面可以隔絕渦流,材料適用與較高頻率,另一方面由于顆粒之間的間隙效應,導致材料具有低導磁率及恒導磁特性。同時磁粉芯內有天然的氣隙分布特性,極其合適儲能性電感器的使用,又由于磁性粉末顆粒尺寸小,基本上不會發生集膚效應,磁導率隨頻率的變化也就較為穩定。磁粉芯的磁電性能主要取決于粉粒材料的導磁率、顆粒大小和形狀、它們的填充系數、絕緣介質的含量、成型壓力及熱處理工藝等。

  由于金屬磁粉芯內有天然的氣隙分布存在,具有軟飽和的特性,較鐵氧體而言有很大的優勢,其直流偏置不存在鐵氧體具有的硬飽和,而是隨著直流偏置力的增加,其磁導率以預期方式緩慢降低。

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