《現(xiàn)代功能材料》課件：003

1、主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：l軟磁材料l硬磁材料l磁記錄材料 基本參數(shù)基本參數(shù)第三章磁性材料11000rHM0()BHMH磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 真空磁導(dǎo)率真空磁導(dǎo)率 0相對磁導(dǎo)率相對磁導(dǎo)率 r磁化率磁化率 磁化強(qiáng)度磁化強(qiáng)度M磁場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度H磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B起始磁導(dǎo)率起始磁導(dǎo)率 i渦流損耗渦流損耗Pe基本參數(shù)基本參數(shù)磁晶各向異性常數(shù)磁晶各向異性常數(shù)K1第三章磁性材料基本參數(shù)基本參數(shù)飽和磁致伸縮系數(shù)飽和磁致伸縮系數(shù)s第三章磁性材料在磁場中磁化狀態(tài)改變時，鐵磁和亞鐵磁材料引起尺寸或體積微小的變化，稱為磁致伸縮。焦耳發(fā)現(xiàn)磁致伸縮效應(yīng)Villari發(fā)現(xiàn)逆磁致伸縮效應(yīng)立方和六方對稱的磁致伸縮模式立方和六方對稱的磁致伸

2、縮模式1.線磁致伸縮當(dāng)磁體磁化時，伴有晶格的自發(fā)變形，即沿磁化方向伸長或縮短，稱為線磁致伸縮。變化的數(shù)量級為10-510-6。體積幾乎不發(fā)生變化。2.體積磁致伸縮磁體磁化狀態(tài)改變時體積發(fā)生膨脹或收縮的現(xiàn)象。l在磁化未達(dá)到飽和狀態(tài)時，主要是線磁致伸縮l飽和磁化以后，主要產(chǎn)生體積磁致伸縮l體積磁致伸縮很小，實(shí)際用途也很少，在測量和研究中很少考慮，所以一般磁致伸縮均指線磁致伸縮。磁致伸縮效應(yīng)的大小用磁致伸縮系數(shù)表示。在磁化過程中，磁體沿磁化方向單位長度上發(fā)生的長度變化稱為線磁致伸縮系數(shù)，以表示。式中，l和l是磁體的原始長度及磁化后長度的改變。而在磁化過程中，磁體單位體積上發(fā)生的體積變化則稱為體積磁致

3、伸縮系數(shù)，以表示。式中， v和v是磁體的原始體積及磁化后體積的改變。llvv因?yàn)榇胖律炜s量極小，可由應(yīng)變張量S的分量表示如i表示三個互相垂直方向的線磁致伸縮，則由于一般金屬及合金的體積磁致伸縮系數(shù)很小，所以現(xiàn)在大量研究和應(yīng)用的是線磁致伸縮系數(shù)，亦被稱為磁致伸縮系數(shù)。112233SSSi 沿不同方向測量出的不同。一般情況下， 是指沿磁場方向的測量值。通常有縱向磁致伸縮系數(shù)（用表示）和橫向磁致伸縮系數(shù)（用表示）。=(dl/l)(沿磁場方向測量值)=(dl/l)(垂直磁場方向測量值)是磁場和溫度的函數(shù)。在一定溫度下，隨磁場強(qiáng)度增加而增大，達(dá)到飽和磁化時，達(dá)到一穩(wěn)定的飽和值，稱為飽和磁致伸縮系數(shù)，以s

4、表示，可正、可負(fù)。s正：鐵磁化時，隨磁化強(qiáng)度M的增加至飽和磁化強(qiáng)度Ms，沿磁化方向發(fā)生伸長。s負(fù)：鎳磁化時，隨磁化強(qiáng)度M的增加至飽和磁化強(qiáng)度Ms，沿磁化方向發(fā)生縮短。一般資料中的值即是指s。l對單晶體而言， s是一個各向異性的物理量。不同晶向的s值用100、 110、 111等表示。l材料的磁致伸縮系數(shù)不僅與化學(xué)成分有關(guān)，而且與材料的熱處理狀態(tài)有密切關(guān)系。這主要是因?yàn)榇女牱植肌⒋呕^程與熱處理有密切關(guān)系。l某些多晶體的-H曲線關(guān)系與M-H曲線關(guān)系類似。l鐵的情況較復(fù)雜， 在某磁場強(qiáng)度值時會發(fā)生變號，也是磁致伸縮的各向異性所致。鐵在弱及中等強(qiáng)度的磁場中時，100晶向的起主要作用，而在強(qiáng)磁場中，1

5、11晶向的起主要作用。磁致伸縮也有磁滯現(xiàn)象。當(dāng)磁場由正到負(fù)循環(huán)變化一周時，可得到一條磁致伸縮系數(shù)回線。幾種鐵磁體磁致伸縮系數(shù)隨磁場的變化幾種鐵磁體磁致伸縮系數(shù)隨磁場的變化軟磁材料軟磁材料磁性材料磁性材料磁記錄材料磁記錄材料硬磁材料硬磁材料 磁性材料是應(yīng)用物質(zhì)的磁性和各種磁效應(yīng)，以滿足電工設(shè)磁性材料是應(yīng)用物質(zhì)的磁性和各種磁效應(yīng)，以滿足電工設(shè)備、電子儀器、電子計算機(jī)等各方面技術(shù)要求的金屬、合金備、電子儀器、電子計算機(jī)等各方面技術(shù)要求的金屬、合金及鐵氧體化合物材料。及鐵氧體化合物材料。 磁性材料的基本參量：磁性材料的基本參量： 起始磁導(dǎo)率起始磁導(dǎo)率 i 、最大磁導(dǎo)率、最大磁導(dǎo)率 m、矯頑力、矯頑力H

6、 Hc、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度度B Br、最大磁能積、最大磁能積( (BHBH ) )m m等。等。 磁性材料的類別：磁性材料的類別：第三章磁性材料第一節(jié)軟磁材料第一節(jié)軟磁材料 軟磁材料是電力和電子工業(yè)中的重要磁性材料。軟磁材料是電力和電子工業(yè)中的重要磁性材料。 一、軟磁材料的特性一、軟磁材料的特性 矯頑力低矯頑力低 一般為一般為H Hc c 0.8kA/m 0.8kA/m。 易磁化易磁化 在磁場中容易顯示磁性，即使磁場強(qiáng)度較小。在磁場中容易顯示磁性，即使磁場強(qiáng)度較小。 易退磁易退磁 施加外磁場即顯示磁性，去掉外磁場，則獲得的磁性便會全部或施加外磁場即顯示磁性，去掉外磁場，則獲得的磁性便

7、會全部或大部分喪失。大部分喪失。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料軟磁材料的軟磁材料的磁滯回線磁滯回線BrO-HcHc-BrBHBs-Bs二、軟磁材料的基本性能要求二、軟磁材料的基本性能要求 貯能高：貯能高：要求單位體積貯存的磁能量高。要求單位體積貯存的磁能量高。 磁性參量的要求：高的磁性參量的要求：高的B Bs s或或B Br r。 靈敏度高：靈敏度高：要求在弱磁場中對信號有高靈敏性。要求在弱磁場中對信號有高靈敏性。 磁性參量的要求：高的磁性參量的要求：高的 i i和和 mm。 效率高：效率高：要求在磁場中工作時具有低的磁滯損耗要求在磁場中工作時具有低的磁滯損耗 和渦流損耗。和

8、渦流損耗。 磁性參量的要求：低的磁性參量的要求：低的H Hc c，高的，高的 。 回線矩形比高：回線矩形比高：保證噪音小，信號不失真等。保證噪音小，信號不失真等。 磁性參量的要求：高的磁性參量的要求：高的B Br r / / B Bs s 比值。比值。 穩(wěn)定性好：穩(wěn)定性好：要求磁性不隨外界條件變化而改變，要求磁性不隨外界條件變化而改變， 其變化率越小則穩(wěn)定性越好。其變化率越小則穩(wěn)定性越好。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料三、軟磁材料的種類三、軟磁材料的種類l 電工用純鐵電工用純鐵 含碳量含碳量w wc c 0.04%0.04%的鐵碳合金，純度在的鐵碳合金，純度在99.5%99.

9、5%以上。以上。 1 1、電工用純鐵的性能、電工用純鐵的性能（1 1）磁性能）磁性能 高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，高的磁導(dǎo)率，低的矯頑力。高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，高的磁導(dǎo)率，低的矯頑力。 i i300300500500 0 0， mm600060001200012000 0 0， H Hc c0.03980.03980.0955kA/m0.0955kA/m，B Bs s=2.16T=2.16T。（2 2）電性能）電性能電阻率很低，鐵損很大。電阻率很低，鐵損很大。 101010108 8 mm。（3 3）力學(xué)性能）力學(xué)性能 強(qiáng)度、硬度很低，塑性好。強(qiáng)度、硬度很低，塑性好。 b b27kgf/mm27kgf/

10、mm2 2，HBHB131131， 25%25%， 60%60%。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料電工用純鐵的磁性電工用純鐵的磁性磁性磁性等級等級牌號牌號Hc /Am-1不大于不大于 m /10-3Hm-1不小于不小于磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 /T，不小于，不小于B5B10B25B50B100普級普級高級高級特級特級超級超級DT3, DT4, DT5, DT6DT3A, DT4A, DT5A, DT6ADT4E, DT6EDT4C, DT6C967248327.508.7511.3015.001.401.501.621.711.80B B5 5、B B1010、B B2525、B

11、B5050和和B B100100分別表示分別表示H H 為為500500、10001000、25002500、50005000和和10000A/m10000A/m時時的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料 2 2、影響電工用純鐵性能的因素及改善性能的方法、影響電工用純鐵性能的因素及改善性能的方法（1 1）雜質(zhì)的影響）雜質(zhì)的影響 雜質(zhì)種類：雜質(zhì)種類：C C、N N、O O、H H、S S、P P、MnMn、SiSi、AlAl、CuCu等。等。 其中其中C C的影響最為突出，使的影響最為突出，使MMs s降低，磁滯損耗增加，磁化困難。降低，磁滯損耗增加，磁

12、化困難。 改善方法：改善方法：嚴(yán)格控制冶煉與軋制過程，嚴(yán)格控制冶煉與軋制過程， 去除氣體含量和有害雜質(zhì)。去除氣體含量和有害雜質(zhì)。（2 2）晶粒大小的影響）晶粒大小的影響 晶粒大，有利于提高磁導(dǎo)率晶粒大，有利于提高磁導(dǎo)率 ，降低矯頑力，降低矯頑力H Hc c。 （3 3）塑性變形（冷加工）的影響）塑性變形（冷加工）的影響 冷加工使矯頑力冷加工使矯頑力H Hc c 增加，磁導(dǎo)率增加，磁導(dǎo)率 下降，使磁性能惡化。下降，使磁性能惡化。3 3、主要用途、主要用途 直流磁場下工作的磁性元件，如電磁鐵和繼電器的鐵芯。直流磁場下工作的磁性元件，如電磁鐵和繼電器的鐵芯。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟

13、磁材料l 電工用硅鋼片電工用硅鋼片 在純鐵中加入在純鐵中加入1.01.0 4.0%Si4.0%Si的鐵碳硅的鐵碳硅合金。合金。 Si Si的加入，提高了電阻率，從而減少渦流損耗。的加入，提高了電阻率，從而減少渦流損耗。 1 1、電工用硅鋼片的種類、電工用硅鋼片的種類 硅鋼片按生產(chǎn)方法、結(jié)晶織構(gòu)和磁性能的分類：硅鋼片按生產(chǎn)方法、結(jié)晶織構(gòu)和磁性能的分類：熱軋非織構(gòu)（無取向）硅鋼片熱軋非織構(gòu)（無取向）硅鋼片電工用硅鋼片電工用硅鋼片冷軋非織構(gòu)（無取向）硅鋼片冷軋非織構(gòu)（無取向）硅鋼片冷軋高斯織構(gòu)（單取向）硅鋼片冷軋高斯織構(gòu)（單取向）硅鋼片冷軋立方織構(gòu)（雙取向）硅鋼片冷軋立方織構(gòu)（雙取向）硅鋼片第三章

14、磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料 2 2、SiSi對硅鋼片性能的影響對硅鋼片性能的影響 隨隨Si%Si%的增大：的增大： 磁化越容易磁化越容易 磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 增大增大 矯頑力矯頑力H Hc c 減小減小 電阻率電阻率 增大增大 磁各向異性減小磁各向異性減小 磁致伸縮效應(yīng)降低磁致伸縮效應(yīng)降低 脆性增大，加工性能差脆性增大，加工性能差 綜合考慮： Si% 4%小提示：小提示：磁致伸縮磁致伸縮是當(dāng)鐵磁體是當(dāng)鐵磁體磁化時，伴有晶格的自磁化時，伴有晶格的自發(fā)變形，即沿磁化方向發(fā)變形，即沿磁化方向長度伸長或縮短。長度伸長或縮短。磁滯損耗降低磁滯損耗降低渦流損耗降低渦流損耗降低第三章 磁性材料3.1

15、 3.1 軟磁材料軟磁材料 3 3、高斯織構(gòu)硅鋼片、高斯織構(gòu)硅鋼片 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 易磁化方向易磁化方向001001與軋制方向平行與軋制方向平行 難磁化方向難磁化方向111111與軋制方向成與軋制方向成5555 角角 中等磁化方向中等磁化方向110110與軋制方向成與軋制方向成9090 角角 高斯織構(gòu)硅鋼片具有磁各向異性，沿高斯織構(gòu)硅鋼片具有磁各向異性，沿(軋制方向軋制方向) )磁性能最佳。磁性能最佳。 4 4、立方織構(gòu)硅鋼片、立方織構(gòu)硅鋼片 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： (100)(100)面與軋制面平行面與軋制面平行 易磁化方向易磁化方向001001、010010，100100分別分別 平行

16、和垂直軋制方向平行和垂直軋制方向 中等磁化方向中等磁化方向011011與軋制方向成與軋制方向成4545 角角 難磁化方向難磁化方向111111偏離磁化平面偏離磁化平面 立方織構(gòu)硅鋼片沿軋向和垂直軋向均具有良好的磁性。立方織構(gòu)硅鋼片沿軋向和垂直軋向均具有良好的磁性。軋制方向軋制方向001111110橫向橫向55 軋制方向軋制方向00111101145 （100）軋制面軋制面010100第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料高斯織構(gòu)和立方織構(gòu)硅鋼片性能比較高斯織構(gòu)和立方織構(gòu)硅鋼片性能比較高斯織構(gòu)高斯織構(gòu)立方織構(gòu)立方織構(gòu)軋制方向軋制方向垂直軋制方向垂直軋制方向軋制方向軋制方向垂直軋制方向垂

17、直軋制方向 m / 0Hc /79.6A/mBr /10-4TBm /10-4TP1.5 /W/kg550000.089500163000.8880000.271750110002.241160000.0712200166000.85650000.0811500160001.0鐵損鐵損P P 下標(biāo)代表磁感應(yīng)強(qiáng)度的下標(biāo)代表磁感應(yīng)強(qiáng)度的kTkT數(shù)，如數(shù)，如P P1.5 1.5 就代表就代表B B1.5kT1.5kT時單位重量的鐵損。時單位重量的鐵損。 第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料5 5、主要用途、主要用途 電力工業(yè)中的鐵芯材料電力工業(yè)中的鐵芯材料 各種電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器的鐵

18、芯?？刹捎脽o取向的硅鋼片。各種電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器的鐵芯。可采用無取向的硅鋼片。 電訊工業(yè)中的鐵芯材料電訊工業(yè)中的鐵芯材料一般在較高頻率的弱磁場中使用。一般在較高頻率的弱磁場中使用。 儀器儀表工業(yè)中的電磁元件儀器儀表工業(yè)中的電磁元件扼流圈、電磁機(jī)構(gòu)、繼電器、測量儀表中的電磁元件。扼流圈、電磁機(jī)構(gòu)、繼電器、測量儀表中的電磁元件。主要應(yīng)用：主要應(yīng)用： 電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器的鐵芯。電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器的鐵芯。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料l 鐵鎳合金（坡莫合金，鐵鎳合金（坡莫合金，PermalloyPermalloy ) 含鎳含鎳3030 90%90%的鐵鎳的鐵鎳合金。合金。

19、 合金牌號的表示方法方法： 1 J 舉例：1 J 79 1 1、鐵鎳合金的特點(diǎn)、鐵鎳合金的特點(diǎn) 在中、弱磁場下具有高的在中、弱磁場下具有高的 、低的、低的B Bs s 、很低的、很低的H Hc c 和低的損耗。和低的損耗。 隨隨NiNi含量的升高，磁導(dǎo)率含量的升高，磁導(dǎo)率( ( ) )增大。增大。 磁滯磁滯回線的矩形比回線的矩形比( (B Br r/ /B Bs s) )高。高。 塑性和加工性能良好。塑性和加工性能良好。 工藝參數(shù)變動對磁性能影響較大，產(chǎn)品性能不夠穩(wěn)定。工藝參數(shù)變動對磁性能影響較大，產(chǎn)品性能不夠穩(wěn)定。軟磁軟磁合金代號的序號，表示合金中的鎳含量合金代號的序號，表示合金中的鎳含量第

20、三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料 2 2、鐵鎳合金的種類及應(yīng)用、鐵鎳合金的種類及應(yīng)用（1 1）1J501J50類類特點(diǎn)：特點(diǎn)：含鎳量含鎳量363650%50%。具有較低的磁導(dǎo)率、較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)。具有較低的磁導(dǎo)率、較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、較大的矯頑力。熱處理時適當(dāng)提高溫度，延長時間，可降低矯頑度、較大的矯頑力。熱處理時適當(dāng)提高溫度，延長時間，可降低矯頑力，提高磁導(dǎo)率。力，提高磁導(dǎo)率。 牌號：牌號：1J461J46、1J501J50、1J541J54應(yīng)用：應(yīng)用：中等強(qiáng)度磁場下工作的磁性器件，如中小功率變壓器、微電中等強(qiáng)度磁場下工作的磁性器件，如中小功率變壓器、微電機(jī)、繼電器、扼流圈

21、的鐵芯、屏蔽罩、話筒振動片等。機(jī)、繼電器、扼流圈的鐵芯、屏蔽罩、話筒振動片等。（2 2）1J511J51類類特點(diǎn)：特點(diǎn)：含鎳含鎳343450%50%。磁滯回線矩形比高，在中等磁場下有較高的。磁滯回線矩形比高，在中等磁場下有較高的磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。經(jīng)過縱向磁場熱處理可使材料沿磁路方向磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。經(jīng)過縱向磁場熱處理可使材料沿磁路方向的最大磁導(dǎo)率的最大磁導(dǎo)率 m m及矩形比及矩形比B Br r/ /B Bs s增加，矯頑力降低。增加，矯頑力降低。牌號：牌號：1J511J51、1J521J52、1J341J34應(yīng)用：應(yīng)用：中小功率磁放大器、磁調(diào)制器、脈沖變壓器，計算機(jī)元件。中小功率磁

22、放大器、磁調(diào)制器、脈沖變壓器，計算機(jī)元件。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料（3 3）1J651J65類類特點(diǎn)：特點(diǎn)：含鎳量含鎳量65%65%。具有高的最大磁導(dǎo)率、低的矯頑力、磁滯回。具有高的最大磁導(dǎo)率、低的矯頑力、磁滯回線矩形比高線矩形比高( (B Br r/ /B Bs s達(dá)達(dá)0.98)0.98)。經(jīng)縱向磁場熱處理可以改善磁性能。經(jīng)縱向磁場熱處理可以改善磁性能。牌號：牌號：1J651J65、1J671J67應(yīng)用：應(yīng)用：中等功率磁放大器、扼流圈、繼電器的鐵芯等。中等功率磁放大器、扼流圈、繼電器的鐵芯等。（4 4）1J791J79類類特點(diǎn)：特點(diǎn)：含含79%Ni79%Ni、4%Mo

23、4%Mo及少量及少量MnMn。在弱磁場下具有極高的最大磁導(dǎo)。在弱磁場下具有極高的最大磁導(dǎo)率，低的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。率，低的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。牌號：牌號：1J761J76、1J791J79、1J801J80、1J831J83應(yīng)用：應(yīng)用：弱磁場下的高靈敏度小型功率變壓器、小功率磁放大器、繼弱磁場下的高靈敏度小型功率變壓器、小功率磁放大器、繼電器的鐵芯，錄音磁頭和磁屏蔽等。電器的鐵芯，錄音磁頭和磁屏蔽等。（5 5）1J851J85類類特點(diǎn)：特點(diǎn)：含鎳含鎳797981%81%。具有最高的起始磁導(dǎo)率、很高的最大磁導(dǎo)率、。具有最高的起始磁導(dǎo)率、很高的最大磁導(dǎo)率、極低的矯頑力。對微弱信號反應(yīng)極靈敏。極低的矯頑力

24、。對微弱信號反應(yīng)極靈敏。牌號：牌號：1J851J85、1J861J86、1J871J87應(yīng)用：應(yīng)用：弱磁場下的扼流圈、音頻變壓器、高精度電橋變壓器、互感弱磁場下的扼流圈、音頻變壓器、高精度電橋變壓器、互感器、錄音機(jī)磁頭的鐵芯等。器、錄音機(jī)磁頭的鐵芯等。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料鐵鎳合金的類別、特性及主要用途鐵鎳合金的類別、特性及主要用途類別類別典型牌號典型牌號特性特性主要用途主要用途高矩形系數(shù)高矩形系數(shù)1J511J521J53矩形系數(shù)高，矩形系數(shù)高，Bs較高，較高， m較高較高中、小功率的脈沖變壓中、小功率的脈沖變壓器和記憶元件器和記憶元件高磁感應(yīng)強(qiáng)度高磁感應(yīng)強(qiáng)度1J50

25、1J461J54非取向材料，具有較高的非取向材料，具有較高的Bs和和Hc值值中、小功率變壓器，扼中、小功率變壓器，扼流圈，繼電器以及控制流圈，繼電器以及控制微電機(jī)鐵芯微電機(jī)鐵芯高磁導(dǎo)率高磁導(dǎo)率1J791J801J831J76較高的較高的 i和和 m值值，較低的較低的Bs和和Hc值值弱磁場下的各類小功率弱磁場下的各類小功率變壓器，繼電器，扼流變壓器，繼電器，扼流圈的鐵芯，磁頭和磁屏圈的鐵芯，磁頭和磁屏蔽等蔽等高直流磁導(dǎo)率高直流磁導(dǎo)率1J651J67具有最高的直流磁導(dǎo)率和具有最高的直流磁導(dǎo)率和矩形磁滯回線矩形磁滯回線扼流圈和計算機(jī)元件，扼流圈和計算機(jī)元件，因電阻率低，不宜用于因電阻率低，不宜用于高

26、頻高頻高起始磁導(dǎo)率高起始磁導(dǎo)率1J851J861J77很高的很高的 i和和 m，極低的，極低的Hc和和損耗損耗扼流圈，音頻變壓器的扼流圈，音頻變壓器的鐵芯，磁頭等鐵芯，磁頭等第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料l 鐵鋁合金鐵鋁合金 以鐵和鋁（約以鐵和鋁（約6 616%16%）為主要元素組成的軟磁合金。）為主要元素組成的軟磁合金。1 1、鐵鋁合金的特點(diǎn)、鐵鋁合金的特點(diǎn) 電阻率較高，因此高頻磁特性較好。電阻率較高，因此高頻磁特性較好。 例如例如1J161J16的電阻率是目前所有軟磁金屬材料中最高的一種，達(dá)到的電阻率是目前所有軟磁金屬材料中最高的一種，達(dá)到150150cmcm，為，為1J

27、791J79鐵鎳合金的鐵鎳合金的2 23 3倍。倍。 硬度、強(qiáng)度和耐磨性較高。硬度、強(qiáng)度和耐磨性較高。 例如例如1J161J16的硬度和耐磨性比的硬度和耐磨性比1J791J79合金高，適用于磁頭等磁性器件。合金高，適用于磁頭等磁性器件。 密度較低。密度較低。 可以減輕磁性元件的鐵芯質(zhì)量?？梢詼p輕磁性元件的鐵芯質(zhì)量。 對應(yīng)力敏感性小。對應(yīng)力敏感性小。 適于在沖擊、振動等環(huán)境下工作。適于在沖擊、振動等環(huán)境下工作。 合金的時效性良好。合金的時效性良好。 隨著環(huán)境溫度的變化和使用時間的延長，其磁性變化不大。隨著環(huán)境溫度的變化和使用時間的延長，其磁性變化不大。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁

28、材料 2 2、鐵鋁合金的主要應(yīng)用、鐵鋁合金的主要應(yīng)用鐵和鋁資源豐富、價格低廉，鐵鋁合金的磁性能與鐵鎳合金類似，鐵和鋁資源豐富、價格低廉，鐵鋁合金的磁性能與鐵鎳合金類似，同時還具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因此是鐵鎳合金的一種替代材料，適用于同時還具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因此是鐵鎳合金的一種替代材料，適用于電子變壓器、磁頭和磁致伸縮換能器等方面。電子變壓器、磁頭和磁致伸縮換能器等方面。鐵鋁合金的牌號、主要成分、特點(diǎn)和用途鐵鋁合金的牌號、主要成分、特點(diǎn)和用途牌號牌號鋁含量鋁含量 /%特點(diǎn)特點(diǎn)主要用途主要用途1J65.56.0在鐵鋁合金中在鐵鋁合金中Bs最高，磁性能不最高，磁性能不如硅鋼片，但有較好的耐蝕性如硅鋼

29、片，但有較好的耐蝕性微電機(jī)的鐵芯等微電機(jī)的鐵芯等1J1211.612.4 和和Bs值介于值介于1J6和和1J16之間，與之間，與1J50屬同類型合金，具有高電阻屬同類型合金，具有高電阻率、抗應(yīng)力、耐輻射等特性率、抗應(yīng)力、耐輻射等特性控制微電機(jī)、中功率音頻控制微電機(jī)、中功率音頻變壓器，脈沖變壓器，繼變壓器，脈沖變壓器，繼電器等鐵芯電器等鐵芯1J1312.814.0與純鎳相比，與純鎳相比，Bs高，高，Hc小，但抗小，但抗蝕性稍差蝕性稍差水聲器件和超聲器件水聲器件和超聲器件1J1615.516.3在鐵鋁合金中，在鐵鋁合金中， 最大，最大，Hc最小，最小，但但Bs值不高值不高弱磁場下工作的小功率變?nèi)醮?/p>

30、場下工作的小功率變壓器，互感器，磁屏蔽壓器，互感器，磁屏蔽第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料l 鐵鈷合金鐵鈷合金 牌號為牌號為1J221J22的鐵鈷合金（含鈷的鐵鈷合金（含鈷50%50%，含釩，含釩1.41.41.8%1.8%，余為鐵），又，余為鐵），又稱為坡明德（稱為坡明德（PremendurPremendur）合金。）合金。 1J221J22鐵鈷合金的特點(diǎn)及用途鐵鈷合金的特點(diǎn)及用途 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度最高，超過目前任何已知的軟磁材料。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度最高，超過目前任何已知的軟磁材料。 適合制做重量輕、體積小的空間技術(shù)器件適合制做重量輕、體積小的空間技術(shù)器件( (如微電機(jī)、電磁鐵、繼

31、如微電機(jī)、電磁鐵、繼電器等電器等) )。 很高的居里溫度（很高的居里溫度（980980 C C）。 在其他軟磁材料已完全熱退磁的溫度下，仍能保持良好的磁穩(wěn)定在其他軟磁材料已完全熱退磁的溫度下，仍能保持良好的磁穩(wěn)定性，適于高溫環(huán)境工作。性，適于高溫環(huán)境工作。 很高的飽和磁致伸縮系數(shù)。很高的飽和磁致伸縮系數(shù)。 1J221J22制造的磁致伸縮換能器能夠輸出高的能量。制造的磁致伸縮換能器能夠輸出高的能量。 電阻率電阻率(0.4(0.4m m ) )低，加工性差，容易氧化，價格昂貴。低，加工性差，容易氧化，價格昂貴。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料l 軟磁鐵氧體軟磁鐵氧體鐵氧體是將鐵的氧

32、化物鐵氧體是將鐵的氧化物( (如如FeFe2 2O O3 3) )與其他某些金屬氧化物用特殊工藝與其他某些金屬氧化物用特殊工藝制成的復(fù)合氧化物，呈亞鐵磁性。制成的復(fù)合氧化物，呈亞鐵磁性。 最典型的軟磁鐵氧體：最典型的軟磁鐵氧體：以三價鐵為基本組成的復(fù)合氧化物系列。以三價鐵為基本組成的復(fù)合氧化物系列。舉例：舉例：MFeMFe2 2O O4 4、M M3 3FeFe2 2O O5 5、MFeOMFeO3 3、MFeMFe1212O O1919( (分子式中分子式中M M為某些金屬離子為某些金屬離子) ) 1 1、軟磁鐵氧體的特點(diǎn)、軟磁鐵氧體的特點(diǎn)（與金屬軟磁材料相比）（與金屬軟磁材料相比） 磁導(dǎo)率

33、與磁化率之比很大，電阻率高（達(dá)磁導(dǎo)率與磁化率之比很大，電阻率高（達(dá)10102 210101212 m m） 渦流損耗小，介質(zhì)損耗小。渦流損耗小，介質(zhì)損耗小。 起始磁導(dǎo)率和磁感應(yīng)強(qiáng)度較低。起始磁導(dǎo)率和磁感應(yīng)強(qiáng)度較低。 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度只有純鐵的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度只有純鐵的1/51/51/31/3，單位體積儲能較低。，單位體積儲能較低。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料 2 2、常用軟磁鐵氧體材料及應(yīng)用、常用軟磁鐵氧體材料及應(yīng)用（1 1）錳鋅鐵氧體（）錳鋅鐵氧體（MnOZnOFeMnOZnOFe2 2O O3 3） 特點(diǎn)：特點(diǎn)：尖晶石型結(jié)構(gòu)，晶粒粗大，結(jié)構(gòu)緊密，常呈黑色。尖晶石型結(jié)構(gòu)，晶粒

34、粗大，結(jié)構(gòu)緊密，常呈黑色。 i值較大值較大。 隨隨ZnZn2+2+含量增加，含量增加，M Ms s增大，增大，K K1 1、 s s值減小，居里溫度（值減小，居里溫度（T Tc c）下降。）下降。 增加增加FeFe2 2O O3 3含量，使含量，使B Bs s值增大，值增大，T Tc c升高。升高。 應(yīng)用：應(yīng)用：制作制作1MHz1MHz以下的磁性元件，如濾波器、中頻變壓器、偏轉(zhuǎn)線圈、以下的磁性元件，如濾波器、中頻變壓器、偏轉(zhuǎn)線圈、中波磁性天線等的磁芯。中波磁性天線等的磁芯。 （2 2）鎳鋅鐵氧體（）鎳鋅鐵氧體（NiOZnOFeNiOZnOFe2 2O O3 3） 特點(diǎn)：特點(diǎn)：晶粒細(xì)小，常呈棕色

35、。價格高。晶粒細(xì)小，常呈棕色。價格高。 i值較低，低頻下?lián)p耗大；值較低，低頻下?lián)p耗大； m m值較大，高頻時損耗小，為優(yōu)良的高頻值較大，高頻時損耗小，為優(yōu)良的高頻軟磁鐵氧體材料。軟磁鐵氧體材料。 應(yīng)用：應(yīng)用：調(diào)頻器磁芯，高、中頻電感線圈、濾波線圈，脈沖變壓器、磁調(diào)頻器磁芯，高、中頻電感線圈、濾波線圈，脈沖變壓器、磁放大器、高頻天線中的磁芯。放大器、高頻天線中的磁芯。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料尖晶石型結(jié)構(gòu)l通式AB2O4型，是離子晶體中的一個大類。等軸晶系。A為二價陽離子，如Mg2+，F(xiàn)e2+，Co2+，Ni2+，Mn2+，Zn2+，Cd2+等；B為三價陽離子，如Al3+，

36、Fe3+，Co3+，Cr3+，Ga3+等。結(jié)構(gòu)中O2-離子作立方緊密堆積，其中A離子填充在四面體空隙中，B離子在八面體空隙中，即A2+離子為4配位，而B3+為6配位。（3 3）鎂鋅鐵氧體）鎂鋅鐵氧體 特點(diǎn)：特點(diǎn)：飽和磁矩低，高頻特性不如鎳鋅鐵氧體，低頻特性不如錳鋅鐵飽和磁矩低，高頻特性不如鎳鋅鐵氧體，低頻特性不如錳鋅鐵氧體。但原料中不有貴重金屬，價格便宜，工藝制造簡單。氧體。但原料中不有貴重金屬，價格便宜，工藝制造簡單。 應(yīng)用：應(yīng)用：適用于適用于25MHz25MHz以下的范圍內(nèi)使用的高頻磁性器件。以下的范圍內(nèi)使用的高頻磁性器件。（4 4）鋰鋅鐵氧體）鋰鋅鐵氧體 特點(diǎn)：特點(diǎn)：損耗較大，居里溫度高

37、，磁導(dǎo)率較高，價格便宜。但鋰在高溫?fù)p耗較大，居里溫度高，磁導(dǎo)率較高，價格便宜。但鋰在高溫下?lián)]發(fā)嚴(yán)重，因此工藝穩(wěn)定性差。下?lián)]發(fā)嚴(yán)重，因此工藝穩(wěn)定性差。 應(yīng)用：應(yīng)用：適用于適用于1010100 MHz100 MHz高頻范圍內(nèi)的磁性器件。高頻范圍內(nèi)的磁性器件。（5 5）甚高頻軟磁鐵氧體）甚高頻軟磁鐵氧體 特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有較大的單軸各向異性和較高的自振頻率，磁特性比鎳鋅鐵具有較大的單軸各向異性和較高的自振頻率，磁特性比鎳鋅鐵氧體好。一般化學(xué)式為氧體好。一般化學(xué)式為nMOMOmBaOBaOpFeFe2 2O O3 3( (其中其中M M代表代表CoCo2+2+、NiNi2+2+、MgMg2+2+、ZnZ

38、n2+2+、CuCu2+2+等離子等離子) )。 應(yīng)用：應(yīng)用：適用于適用于1001002000 MHz2000 MHz范圍的超高頻和甚高頻下工作的器件。范圍的超高頻和甚高頻下工作的器件。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料l 非晶態(tài)軟磁合金非晶態(tài)軟磁合金非晶態(tài)軟磁合金的矯頑力和飽和磁化強(qiáng)度與鐵鎳合金基本相同，而非晶態(tài)軟磁合金的矯頑力和飽和磁化強(qiáng)度與鐵鎳合金基本相同，而比電阻高，交流損耗很小，制造工藝簡單，成本較低，同時具有高強(qiáng)度，比電阻高，交流損耗很小，制造工藝簡單，成本較低，同時具有高強(qiáng)度，耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。1 1、非晶態(tài)軟磁合金的成分特點(diǎn)及主要種類、非晶態(tài)軟磁合金的成

39、分特點(diǎn)及主要種類（1 1）鐵基非晶態(tài)軟磁合金）鐵基非晶態(tài)軟磁合金 B Bs s較高，損耗值較取向硅鋼片低很多，適用于功率變壓器等。較高，損耗值較取向硅鋼片低很多，適用于功率變壓器等。 用于變壓器鐵芯，有望獲得可觀的節(jié)電效益，但由于目前制造成本高，用于變壓器鐵芯，有望獲得可觀的節(jié)電效益，但由于目前制造成本高，使用上受到限制。使用上受到限制。（2 2）鈷基非晶態(tài)軟磁合金）鈷基非晶態(tài)軟磁合金 B Bs s較低，較低， i 很高，很高，H Hc c很小，交流損耗低。適用于傳遞小功率能量及傳很小，交流損耗低。適用于傳遞小功率能量及傳遞電壓信號的磁性元件。遞電壓信號的磁性元件。 具有零磁致伸縮特性，適合于

40、制做磁頭。具有零磁致伸縮特性，適合于制做磁頭。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料（3 3）鐵鎳基非晶態(tài)軟磁合金）鐵鎳基非晶態(tài)軟磁合金 B Bs s和和 i 介于鐵基和鈷基非晶態(tài)合金之間，可用于傳遞中等功率及中等介于鐵基和鈷基非晶態(tài)合金之間，可用于傳遞中等功率及中等強(qiáng)度電壓信號的變壓器中。強(qiáng)度電壓信號的變壓器中。 2 2、非晶態(tài)軟磁合金的應(yīng)用、非晶態(tài)軟磁合金的應(yīng)用 高磁感合金用作功率器件高磁感合金用作功率器件 電子工業(yè)中的配電變壓器、高頻開關(guān)電源等。電子工業(yè)中的配電變壓器、高頻開關(guān)電源等。 零磁致伸縮高磁導(dǎo)合金用作信息敏感器件或小功率器件。零磁致伸縮高磁導(dǎo)合金用作信息敏感器件或小功

41、率器件。 無線電工業(yè)和儀器儀表工業(yè)中的磁頭、磁屏蔽和漏電保護(hù)器等。無線電工業(yè)和儀器儀表工業(yè)中的磁頭、磁屏蔽和漏電保護(hù)器等。 高梯度磁分離技術(shù)中的磁介質(zhì)，磁彈簧和磁彈傳感器，微電機(jī)、高梯度磁分離技術(shù)中的磁介質(zhì)，磁彈簧和磁彈傳感器，微電機(jī)、磁放大器、磁調(diào)制器、脈沖變壓器鐵芯，超聲延遲線等。磁放大器、磁調(diào)制器、脈沖變壓器鐵芯，超聲延遲線等。第三章 磁性材料3.1 3.1 軟磁材料軟磁材料HBBr-HcO硬磁材料的退磁曲線硬磁材料的退磁曲線第二節(jié)硬磁材料第二節(jié)硬磁材料 硬磁材料是在磁場中被磁化后能夠顯示磁性，磁場撤除之后仍然保持硬磁材料是在磁場中被磁化后能夠顯示磁性，磁場撤除之后仍然保持較強(qiáng)磁性的一類

42、鐵磁物質(zhì)，又稱永磁材料、恒磁材料。較強(qiáng)磁性的一類鐵磁物質(zhì)，又稱永磁材料、恒磁材料。一、硬磁材料的基本性能要求一、硬磁材料的基本性能要求 最大磁能積最大磁能積( (BHBH ) )m m大大 可在給定的空間產(chǎn)生足夠大的磁場可在給定的空間產(chǎn)生足夠大的磁場H。 決定決定( (BHBH ) )m m大小的兩個因素：大小的兩個因素： H Hc c和和B Br r： H Hc c和和B Br r越大，越大， ( (BH BH ) )mm則越大。則越大。 退磁曲線的形狀：退磁曲線的凸起越顯退磁曲線的形狀：退磁曲線的凸起越顯 著，著， ( (BH BH ) )mm則越大。則越大。 磁穩(wěn)定性好磁穩(wěn)定性好 要求磁

43、鐵產(chǎn)生的磁場不隨時間、應(yīng)力、溫要求磁鐵產(chǎn)生的磁場不隨時間、應(yīng)力、溫度、振動、輻射及電磁場的變化而變化，或度、振動、輻射及電磁場的變化而變化，或變化很小。變化很小。 第三章 磁性材料3.2 3.2 硬磁材料硬磁材料二、硬磁材料的種類及應(yīng)用二、硬磁材料的種類及應(yīng)用 l 鋁鎳鈷永磁合金鋁鎳鈷永磁合金1 1、鋁鎳鈷永磁合金的成分和性能特點(diǎn)、鋁鎳鈷永磁合金的成分和性能特點(diǎn) 主成分主成分FeFe、NiNi、AlAl，輔成分，輔成分CoCo、CuCu、TiTi FeFe、AlAl、NiNi構(gòu)成合金主體，構(gòu)成合金主體，CoCo、CuCu、TiTi進(jìn)一步提升合金性能。進(jìn)一步提升合金性能。 高的磁能積，高的剩磁，

44、較高的矯頑力高的磁能積，高的剩磁，較高的矯頑力 ( (BH BH ) )mm 404070kJ/m70kJ/m3 3；B Br r0.70.71.35T1.35T；H Hc c404060kA/m60kA/m。 硬而脆，難于加工硬而脆，難于加工 成型方法：鑄造、粉末燒結(jié)。成型方法：鑄造、粉末燒結(jié)。 2 2、鋁鎳鈷永磁合金的主要合金系列、鋁鎳鈷永磁合金的主要合金系列鋁鎳型、鋁鎳鈷型、鋁鎳鈷鈦型等三個系列。鋁鎳型、鋁鎳鈷型、鋁鎳鈷鈦型等三個系列。 典型牌號：典型牌號：AlNiCoAlNiCo5 5 3 3、鋁鎳鈷永磁合金的主要應(yīng)用、鋁鎳鈷永磁合金的主要應(yīng)用在對穩(wěn)定性有高要求的應(yīng)用中，鋁鎳鈷系永磁合

45、金是最佳選擇。在對穩(wěn)定性有高要求的應(yīng)用中，鋁鎳鈷系永磁合金是最佳選擇。電機(jī)器件：發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、繼電器等中的磁體。電機(jī)器件：發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、繼電器等中的磁體。電子器件：揚(yáng)聲器、電話機(jī)等中的磁體。電子器件：揚(yáng)聲器、電話機(jī)等中的磁體。第三章 磁性材料3.2 3.2 硬磁材料硬磁材料l 稀土永磁材料稀土永磁材料稀土永磁材料的主要成分是由稀土元素與稀土永磁材料的主要成分是由稀土元素與FeFe、CoCo、CuCu、ZnZn等過渡金等過渡金屬或?qū)倩駼 B、C C、N N等非金屬元素組成的金屬間化合物。其等非金屬元素組成的金屬間化合物。其( (BHBH) )maxmax最高。最高。 稀土永磁材料的發(fā)展：稀土

46、永磁材料的發(fā)展：自自2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代起至今，稀土永磁材料歷經(jīng)四個階段的發(fā)展，前三年代起至今，稀土永磁材料歷經(jīng)四個階段的發(fā)展，前三個時期研究和開發(fā)的材料已得到廣泛應(yīng)用，當(dāng)前研究處于第四階段。個時期研究和開發(fā)的材料已得到廣泛應(yīng)用，當(dāng)前研究處于第四階段。第一代材料：第一代材料：RCoRCo5 5型：型：金屬化合物的組成為金屬化合物的組成為1:51:5 典型材料：典型材料：SmCoSmCo5 5，(Sm, Pr) Co(Sm, Pr) Co5 5第二代材料：第二代材料：R R2 2CoCo1717型：型：金屬化合物的組成為金屬化合物的組成為2:172:17 典型材料：典型材料：SmSm2

47、2CoCo1717，SmSm2 2(Co,Cu,Fe,Zr)(Co,Cu,Fe,Zr)1717第三代材料：第三代材料：Nd-Fe-BNd-Fe-B系系 典型材料：典型材料：NdNd2 2FeFe1414B B第四代材料：第四代材料：R-Fe-NR-Fe-N系、系、R-Fe-CR-Fe-C系系 典型材料：典型材料：SmSm2 2FeFe1717NN3 3第三章 磁性材料3.2 3.2 硬磁材料硬磁材料 1 1、稀土鈷系永磁合金、稀土鈷系永磁合金（1 1）RCoRCo5 5型合金型合金合金種類：合金種類：SmCoSmCo5 5、PrCoPrCo5 5、(SmPr)Co(SmPr)Co5 5。 典型

48、牌號：典型牌號：SmCoSmCo5 5。CaCuCaCu5 5型六方結(jié)構(gòu)。型六方結(jié)構(gòu)。磁性能特點(diǎn)：磁性能特點(diǎn)：適中的飽和磁化強(qiáng)度（適中的飽和磁化強(qiáng)度（M Ms s0.97T0.97T），），極高的磁晶各向異性（極高的磁晶各向異性（K K1 117.2MJ/m17.2MJ/m3 3）。）。其他磁性參量（經(jīng)高場取向和等靜壓處理）：其他磁性參量（經(jīng)高場取向和等靜壓處理）：B Br r1.01.01.07T1.07T，( (BH BH ) )maxmax1.991.992.332.3310103 3kJ/mkJ/m3 3，B BH Hc c0.780.780.850.8510106 6A/mA/m（B

49、 B0 0，即矯頑力），即矯頑力），M MH Hc c1.271.271.591.5910106 6A/mA/m（M M0 0，內(nèi)稟矯頑力、本質(zhì)矯頑力）。，內(nèi)稟矯頑力、本質(zhì)矯頑力）。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：SmSm、PrPr、CoCo昂貴，導(dǎo)致合金高的價格。昂貴，導(dǎo)致合金高的價格。改進(jìn)措施：改進(jìn)措施：元素取代。以廉價的混合稀土（元素取代。以廉價的混合稀土（MmMm）全部或部分取代）全部或部分取代SmSm、 PrPr；以；以FeFe、CrCr、MnMn、CuCu等部分取代等部分取代CoCo。 例如：例如：MmCoMmCo5 5、(CeSm)(Cu,Fe,Co)(CeSm)(Cu,Fe,Co)5 5、SmSm

50、0.50.5MmMm0.50.5CoCo5 5。第三章 磁性材料3.2 3.2 硬磁材料硬磁材料使磁體的剩余磁化強(qiáng)度使磁體的剩余磁化強(qiáng)度MrMr降為零所需施加的反降為零所需施加的反向磁場強(qiáng)度，我們稱之為內(nèi)稟矯頑力。內(nèi)稟矯向磁場強(qiáng)度，我們稱之為內(nèi)稟矯頑力。內(nèi)稟矯頑力是衡量磁體抗退磁能力的一個物理量，是頑力是衡量磁體抗退磁能力的一個物理量，是表示材料中的磁化強(qiáng)度表示材料中的磁化強(qiáng)度M M退到零的矯頑力。區(qū)別退到零的矯頑力。區(qū)別于矯頑力，當(dāng)反向磁場于矯頑力，當(dāng)反向磁場H= H= BcBc時，雖然磁體的磁時，雖然磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B B為為0 0，磁體對外不顯示磁通，但磁體，磁體對外不顯示磁通，

51、但磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和往往并不為內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和往往并不為0 0，也，也就是說此時磁體的磁極化強(qiáng)度在原來的方向往就是說此時磁體的磁極化強(qiáng)度在原來的方向往往仍保持一個較大的值。因此，往仍保持一個較大的值。因此，HcHc還不足以表還不足以表征磁體的內(nèi)稟磁特性；當(dāng)反向磁場征磁體的內(nèi)稟磁特性；當(dāng)反向磁場H H增大到某一增大到某一值值HcjHcj時，磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和為時，磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和為0 0，稱該反向磁場，稱該反向磁場H H值為該材料的內(nèi)稟矯頑力值為該材料的內(nèi)稟矯頑力HcjHcj。內(nèi)稟矯頑力的大小與稀土永磁體的溫度穩(wěn)定性內(nèi)稟矯頑力的大小與稀土永磁體的溫

52、度穩(wěn)定性有密切關(guān)系，磁體矯頑力越高，溫度穩(wěn)定性越有密切關(guān)系，磁體矯頑力越高，溫度穩(wěn)定性越好。好。（2 2）R R2 2TMTM1717型合金型合金 典型牌號：典型牌號：SmSm2 2CoCo1717。六方結(jié)構(gòu)。六方結(jié)構(gòu)。 磁性能特點(diǎn)：磁性能特點(diǎn)：較高的飽和磁化強(qiáng)度較高的飽和磁化強(qiáng)度 ( (M Ms s1.20T)1.20T)，較低的磁晶各向異性較低的磁晶各向異性 ( (K K1 13.3MJ/m3.3MJ/m3 3) )，較低的矯頑力較低的矯頑力H Hc c，剩磁感應(yīng)強(qiáng)度剩磁感應(yīng)強(qiáng)度B Br r和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B Bs s高于高于RCoRCo5 5型合金。型合金。 改性措施：改

53、性措施：元素取代。元素取代。 例如：例如：SmSm2 2(Co,Cu,Fe,Zn)(Co,Cu,Fe,Zn)1717，磁性能優(yōu)于，磁性能優(yōu)于RCoRCo5 5型合金，可部分替代型合金，可部分替代 RCoRCo5 5型合金。型合金。 （3 3）稀土鈷系永磁合金應(yīng)用）稀土鈷系永磁合金應(yīng)用稀土鈷永磁合金是目前磁能積和矯頑力最高的硬磁材料。稀土鈷永磁合金是目前磁能積和矯頑力最高的硬磁材料。適用于電子鐘表、微型繼電器、微型直流馬達(dá)和發(fā)電機(jī)、助聽器、適用于電子鐘表、微型繼電器、微型直流馬達(dá)和發(fā)電機(jī)、助聽器、行波管、質(zhì)子直線加速器等裝置中的硬磁器件。行波管、質(zhì)子直線加速器等裝置中的硬磁器件。第三章 磁性材料

54、3.2 3.2 硬磁材料硬磁材料 2 2、稀土鐵系永磁合金、稀土鐵系永磁合金（1 1）Nd-Fe-BNd-Fe-B系合金系合金優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 不含不含SmSm、CoCo等貴重元素，價格低。等貴重元素，價格低。 磁性能優(yōu)異。磁性能優(yōu)異。( (BHBH ) )maxmax400kJ/m400kJ/m3 3，B Br r1.48T1.48T。 加工性能較好。加工性能較好。 密度小。密度小。較稀土鈷低較稀土鈷低13%13%，有利于實(shí)現(xiàn)磁性元件輕量化、薄型化。，有利于實(shí)現(xiàn)磁性元件輕量化、薄型化。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 耐腐蝕性差。耐腐蝕性差。 居里溫度低。居里溫度低。T Tc c312312 C C，而，而RCo

55、RCo5 5型合金的居里溫度高達(dá)型合金的居里溫度高達(dá)724724 C C。 磁感應(yīng)強(qiáng)度溫度系數(shù)大。磁感應(yīng)強(qiáng)度溫度系數(shù)大。第三章 磁性材料3.2 3.2 硬磁材料硬磁材料 改性措施：改性措施： 加入一定量的鎳，或鍍保護(hù)層，可提高耐腐蝕性。加入一定量的鎳，或鍍保護(hù)層，可提高耐腐蝕性。 以以CoCo和和AlAl取代部分取代部分FeFe，或用少量重稀土部分取代，或用少量重稀土部分取代NdNd，可明顯降低，可明顯降低 合金的磁性溫度系數(shù)，提高居里溫度。合金的磁性溫度系數(shù)，提高居里溫度。 例如：例如：NdNd1515FeFe62.562.5B B5.55.5AlAl的居里溫度可達(dá)的居里溫度可達(dá)500500

56、 C C。 在在DyDy、CoCo的共同作用下，加入的共同作用下，加入AlAl、NbNb、GaGa可以提高合金的內(nèi)稟矯可以提高合金的內(nèi)稟矯 頑力；加入頑力；加入MoMo可以提高矯頑力，改善合金的溫度穩(wěn)定性?？梢蕴岣叱C頑力，改善合金的溫度穩(wěn)定性。 應(yīng)用：應(yīng)用： 汽車電動機(jī)、微特電機(jī)、自動化裝置、磁盤驅(qū)動器、汽車電動機(jī)、微特電機(jī)、自動化裝置、磁盤驅(qū)動器、MP3MP3播放器、播放器、 家用電器等的硬磁元件。家用電器等的硬磁元件。 電聲器件中的傳聲器、高頻揚(yáng)聲器和立體聲耳機(jī)的磁鐵。電聲器件中的傳聲器、高頻揚(yáng)聲器和立體聲耳機(jī)的磁鐵。 用于磁流體密封器、磁水器、測量儀器、磁力器、磁傳感器。用于磁流體密封器

57、、磁水器、測量儀器、磁力器、磁傳感器。 核磁共振成像儀中的磁體。核磁共振成像儀中的磁體。第三章 磁性材料3.2 3.2 硬磁材料硬磁材料 （2 2）Sm-Fe-NSm-Fe-N系合金系合金 Sm-Fe-NSm-Fe-N系合金是第四代系合金是第四代R-Fe-NR-Fe-N系和系和R-Fe-CR-Fe-C系稀土永磁合金的典型代系稀土永磁合金的典型代表，綜合磁性能優(yōu)良，發(fā)展前途光明。表，綜合磁性能優(yōu)良，發(fā)展前途光明。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：磁性能略低于磁性能略低于Nd-Fe-BNd-Fe-B，但居里溫度較高。，但居里溫度較高。 因因Sm-Fe-NSm-Fe-N系列化合物系列化合物600600 C C以上發(fā)生不

58、可逆分解，故只能用以上發(fā)生不可逆分解，故只能用 粘接法制備，應(yīng)用受到限制。粘接法制備，應(yīng)用受到限制。 應(yīng)用：應(yīng)用：尚未商品化。尚未商品化。 改進(jìn)措施：改進(jìn)措施： 調(diào)整化學(xué)成分調(diào)整化學(xué)成分 因因SmSm元素稀缺，價格昂貴，可考慮通過添加價格低、儲量豐富元素稀缺，價格昂貴，可考慮通過添加價格低、儲量豐富的稀土元素，如的稀土元素，如NdNd、CeCe、Y Y等來部分取代等來部分取代SmSm。 探索新的制備方法或改進(jìn)現(xiàn)有制備方法。探索新的制備方法或改進(jìn)現(xiàn)有制備方法。 制備方法對磁性能的影響很大。制備方法對磁性能的影響很大。第三章 磁性材料3.2 3.2 硬磁材料硬磁材料l 可加工的永磁合金可加工的永磁

59、合金 淬火態(tài)具有良好的塑性變形能力，可加工成各種片材、棒材、絲材、淬火態(tài)具有良好的塑性變形能力，可加工成各種片材、棒材、絲材、管材等；管材等；淬火塑性變形和時效（回火）硬化可使合金獲得矯頑力。淬火塑性變形和時效（回火）硬化可使合金獲得矯頑力。1 1、 鐵基合金鐵基合金主要種類：主要種類：Fe-Co-MoFe-Co-Mo系、系、Fe-Co-WFe-Co-W系。系。 硬磁性能的獲得：硬磁性能的獲得： -Fe-Fe基體彌散析出金屬化合物基體彌散析出金屬化合物FeFem mX Xn n（硬磁相）。（硬磁相）。 應(yīng)用：應(yīng)用：磁滯馬達(dá)、形狀復(fù)雜的小型磁鐵、電話接收機(jī)磁體。磁滯馬達(dá)、形狀復(fù)雜的小型磁鐵、電話

60、接收機(jī)磁體。2 2、 / / 相變型鐵基合金相變型鐵基合金主要種類：主要種類：Fe-Mn-TiFe-Mn-Ti系、系、Fe-Co-VFe-Co-V系。系。 硬磁性能的獲得：硬磁性能的獲得：利用利用 相變獲得高矯頑力。相變獲得高矯頑力。 應(yīng)用：應(yīng)用：Fe-Mn-TiFe-Mn-Ti用于指南針、儀表零件；用于指南針、儀表零件；Fe-Co-VFe-Co-V用于微型電機(jī)和錄音機(jī)磁性零件。用于微型電機(jī)和錄音機(jī)磁性零件。第三章 磁性材料3.2 3.2 硬磁材料硬磁材料 3 3、CuCu基合金基合金主要種類：主要種類：Cu-Ni-FeCu-Ni-Fe系，典型成分：系，典型成分：60%Cu-20%Ni-Fe6