《軟磁材料》課件

軟磁材料

制作庾金良吳健韓旸1精選ppt矯頑力是磁性材料經(jīng)過磁化以后再經(jīng)過退磁使具剩余磁性(剩余磁通密度或剩余磁化強度)降低到零的磁場強度。

軟磁材料的定義

軟磁材料是指在較低的磁場下，易磁化也易退磁，具有低矯頑力和高磁導(dǎo)率的磁性材料。2精選ppt3精選ppt軟磁材料的基本性能軟磁材料具有以下磁性能：(1)高的磁導(dǎo)率。磁導(dǎo)率(符號為μ)是對磁場靈敏度的量度(2)低的矯頑力hc顯示磁性材料既容易受外加磁場磁化，又容易受外加磁場或其他因素退磁，而且磁損耗也低；(3)高的飽和磁通密度bs和高的飽和磁化強度ms。這樣較容易得到高的磁導(dǎo)率μ和低的矯頑力hc，也可以提高磁能密度；(4)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；(5)高的穩(wěn)定性，這就要求上述的軟磁特性對于溫度和震動等環(huán)境因素有高的穩(wěn)定性。

4精選ppt軟磁材料與硬磁材料的區(qū)別

軟磁材料易磁化也易退磁，具有較小的矯頑力。硬磁材料的剩余磁化強度和矯頑力均很大，在磁化后不易退磁而能長期保留磁性。5精選ppt軟磁材料的種類金屬軟磁材料非晶軟磁材料和納米晶軟磁材料其他軟磁材料6精選ppt金屬軟磁材料金屬軟磁材料，主要以鐵芯形式用在變壓器、電磁鐵、電動機、發(fā)電機和繼電器等電工和電子設(shè)備中。傳統(tǒng)的金屬軟磁材料有電工純Fe、Fe-Ni、Fe-Si、Fe-Al、Fe-Co和Fe-Si-Al等金屬系列7精選ppt鐵-硅(Fe-Si)系軟磁材料

含硅量0.5％～4.8％，隨著硅含量增加，熱導(dǎo)率降低，脆性增加，飽和磁化強度下降，但其電阻率和磁導(dǎo)率高，矯頑力和渦流損耗減小，從而可應(yīng)用到交流領(lǐng)域，制造電機、變壓器、繼電器、互感器等的鐵芯。8精選ppt鐵氧體軟磁材料

又稱氧化物磁性材料，是由鐵和其它金屬組成的復(fù)合氧化物，其主要特點是起始磁導(dǎo)率高和矯頑力低，可以在高頻率和超高頻率使用，在通信和多種電子學(xué)器件中有著重要的應(yīng)用。

9精選ppt.

鐵-鎳(Fe-Ni)系軟磁合金

鎳含量30％～90％，又稱坡莫合金，其塑性高，對應(yīng)力較敏感，可用作脈沖變壓器材料、電感鐵芯和功能磁性材料。10精選ppt非晶軟磁材料和納米晶軟磁材料

非晶軟磁材料的特點是制造工藝較簡單，化學(xué)成分變化范圍較寬、磁性均勻和良好的各向同性。將適當成分的非晶軟磁材料通過適當?shù)臒崽幚砗?，可以使非晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫ЯＶ睆綖榧{米量級的結(jié)晶態(tài)軟磁材料，也可以得到良好的軟磁材料。11精選ppt其他軟磁材料

選擇適當?shù)幕瘜W(xué)成分和適當?shù)闹圃旃に嚕梢缘玫骄哂刑囟ㄜ洿诺刃阅艿能洿挪牧?。例如，具有高能和磁化強度的鐵-鈷(Fe-Co)系軟磁合金，具有較高電阻率的鐵-鋁(Fe-Al)系軟磁合金，具有磁晶各向異性和磁致伸縮都趨近于零的鐵-硅-鋁(Fe-Si-Al)合金等。12精選ppt圖1釹鐵硼稀土永磁材料13精選ppt軟磁材料的應(yīng)用方向綠色照明電子產(chǎn)品的電感和線圈太陽能光伏產(chǎn)業(yè)通信元器件LCD顯示屏14精選ppt磁帶錄音原理硬磁性材料被磁化以后，還留有剩磁，剩磁的強弱和方向隨磁化時磁性的強弱和方向而定。錄音磁帶是由帶基、粘合劑和磁粉層組成。帶基一般采用聚碳酸脂或氯乙烯等制成。磁粉是用剩磁強的r－Fe2O3或CrO2細粉。錄音時，是把與聲音變化相對應(yīng)的電流，經(jīng)過放大后，送到錄音磁頭的線圈內(nèi)，使磁頭鐵芯的縫隙中產(chǎn)生集中的磁場。隨著線圈電流的變化，磁場的方向和強度也作相應(yīng)的變化。當磁帶勻速地通過磁頭縫隙時，磁場就穿過磁帶并使它磁化。由于磁帶離開磁頭后留有相應(yīng)的剩磁，其極性和強度與原來的聲音相對應(yīng)。磁帶不斷移動，聲音也就不斷地被記錄在磁帶上。15精選ppt16精選ppt矩磁材料

矩磁材料，這里是指具有矩形磁滯回線的鐵氧體材料。它的特點是，當有較小的外磁場作用時，就能使之磁化，并達到飽和，去掉外磁場后，磁性仍然保持與飽和時一樣。如鎂錳鐵氧體，鋰錳鐵氧體等就是這樣。這種鐵氧體材料主要用于各種電子計算機的存儲器磁芯等方面。應(yīng)用于計算機磁性存儲設(shè)備和作為乘客乘車的憑證和票價結(jié)算的磁性卡所用的磁性材科及作用原理，同磁帶所用的磁性材料及作用原理基本相同。但材料是矩磁材料（易磁化不易去磁）。17精選ppt磁開關(guān)和磁開關(guān)保護軟磁材料有一個重要的特性———磁滯,即在交變磁場作用下,磁場H和磁感應(yīng)強度B不同相,B落后于H,用代數(shù)式表示就是:B=Bmsin(ωt-<)(1)H=Hmsinωt(2)也就是說,在某一時間t,B落后H一個相位角。這樣就導(dǎo)致其B2H曲線是獨特的磁滯回線形狀,如圖1所示。18精選ppt19精選ppt而對于一些剩磁Br較高的軟磁材料,其磁滯回線為矩形磁滯回線(如圖1b),這時材料在不飽和區(qū)(即曲線很陡)具有很大的磁導(dǎo)率(μ=ΔB/ΔH),而在飽和區(qū)(曲線斜率很小)磁導(dǎo)率很低(趨于零)。由于軟磁鐵芯飽和狀態(tài)下和不飽和狀態(tài)下磁導(dǎo)率之間的巨大差異,鐵芯具有延緩電流增大的作用,即開關(guān)作用,相當于可飽和電抗器。20精選ppt圖2為磁開關(guān)的電路和原理示意圖,在一個預(yù)先設(shè)置的時間周期內(nèi),飽和狀態(tài)下的電抗器鐵芯就好比一個二極管,對正向電流導(dǎo)通,同時截止反方向的電流

21精選ppt保護磁開關(guān)的優(yōu)點用軟磁鐵芯制成的保護磁開關(guān)可以有效地增大脈沖電源系統(tǒng)的可靠性和整體壽命。無論在半導(dǎo)體開關(guān)或閘流管開關(guān)系統(tǒng)中,使用這種磁保護開關(guān)可以減小開關(guān)系統(tǒng)的損耗并可延長開關(guān)的使用壽命,因為這個可飽和電抗器可以阻攔電流直到開關(guān)變?yōu)橥耆珜?dǎo)通時為止。這個阻攔減小了系統(tǒng)中電流和電壓之間的重疊,這樣就減小了功率的吸收。磁保護開關(guān)的優(yōu)點還有:高的di/dt,在半導(dǎo)體開關(guān)系統(tǒng)中,完全導(dǎo)通后,可以對負載安全地施加更高的di/dt。而利用可飽和電抗器的二極管反向截止時間,使系統(tǒng)進行復(fù)位,這是它的又一個優(yōu)點。22精選ppt圖2軟磁材料加工廠23精選ppt軟磁材料的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀20世紀30年代以前，金屬軟磁材料一統(tǒng)天下。1935年荷蘭Philip實驗室的斯洛克（Snoek）研制成功軟磁體氧體材料，50~80年代是軟磁鐵氧體材料的黃金時期。70年代初開發(fā)成功非晶態(tài)軟磁材料1988年日本的日立金屬實驗室（HitachiMetalsLaboratory）的吉澤克仁（Yoshizawa）及其同事發(fā)明了鐵系納米晶軟磁材料。90年代以來，納米材料的金屬磁性材料的崛起，已經(jīng)成為軟磁鐵氧體有力的競爭者軟磁材料被廣泛的應(yīng)用于各種電力設(shè)備與電子器件中,電力、電子設(shè)備的小型化、輕量化、節(jié)能、高靈敏度使人們生活更加便利,對環(huán)境的影響越來越小。24精選ppt軟磁材料的發(fā)展趨勢在軟磁鐵氧體中，目前需求量最大及對性能改進要求最為迫切的材料是高頻低功率損耗鐵氧體材料和高磁導(dǎo)率鐵氧體材料。高頻低功率損耗鐵氧體材料主要用于各種高頻小型化的開關(guān)電源(如AC-DC、DC-AC變換器)及顯示器回掃變壓器等；高磁導(dǎo)率鐵氧體材料則主要用于寬帶變壓器、脈沖變壓器用抗電磁波干擾器件等25精選ppt軟磁材料的發(fā)展趨勢電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對高頻電感元件(如高頻變壓器、小型電感器等)也提出了各種新的要求，隨之也要求改進和提高作為電感元件的主要組成部分——鐵氧體磁芯的性能。因此，對軟磁鐵氧體材料及磁芯元件也提出了更高的材料標準和要求，如元器件的小型化、片式化、高頻化、高性能、低損耗等。26精選ppt軟磁材料的發(fā)展趨勢軟磁鐵氧體材料重點要發(fā)展高頻低功耗、高磁導(dǎo)率材料和片式化的表面貼裝元件；在非晶軟磁合金和磁記錄材料及高頻軟磁合金方面則重點發(fā)展納米材料目前傳統(tǒng)的鐵氧體軟磁材料正朝著提高綜合性能指標的方向發(fā)展。27精選ppt參考文