磁性材料
總結(jié)于網(wǎng)上各個大佬提出的觀點
? 一、?? 磁性材料
? ? ? ?磁性是某些物質(zhì)的特殊的物理性能,如鐵、鎳、鈷,在一定的情況下能相互吸引,這種特性稱材料具有磁性,磁性材料按照其磁化的難易程度,一般分為?軟磁材料?和?硬磁材料。
? ?(磁化過程,是磁性物質(zhì)在磁場作用下,其磁化狀態(tài)所發(fā)生的變化,稱為磁化過程。不同的物質(zhì),它的磁化過程也不同。原理就是要有外磁場作用,讓磁材內(nèi)部的磁疇都同一方向)
? ?二、? 軟磁和硬磁的區(qū)別

? ? ?Bs? ?飽和磁感應(yīng)強度
? ? ? ?是在指定溫度(25 °C或100 °C)下,用足夠大的磁場強度磁化磁性物質(zhì)時,磁化曲線達(dá)到接近水平時,不再隨外磁場的增大而增大。
? ? ??Br? 剩余磁感應(yīng)強度
? ? ?鐵磁物質(zhì)磁化到飽和后,將磁場強度下降到0時,鐵磁材料的磁感應(yīng)強度沒有回到0,還殘留Br的磁感應(yīng)強度,這個Br就稱為剩余磁感應(yīng)強度。
? ? ? Hc? ?矯頑力
?? 鐵磁物質(zhì)磁化到飽和后,由于磁滯現(xiàn)象,要使磁介質(zhì)里的B達(dá)到0,需要一定的反向磁場強度? -H? ,該H磁場強度就成為矯頑力。? ??
? ? ?磁化后容易去掉磁性的物質(zhì)叫軟磁材料,不容易去磁的物質(zhì)叫硬磁材料。一般來講軟磁性材料剩磁較小,硬磁性材料剩磁較大。更通俗的說法是,硬磁是不給它繞線圈通電流就有磁,軟磁材料是必須給它繞個線圈通了電流后,才會顯現(xiàn)磁性。

因為對硬磁沒有研究,后面主要說軟磁
三、 軟磁材料
軟磁材料——精細(xì)化工辭典
? ? ? ?具有 很低的磁矯頑力(<1kA/m)的鐵磁性材料。其磁滯回線面積小且窄,磁導(dǎo)率高而矯頑力 小。
軟磁材料按材料分可分為兩類。
? ? ? (1)金屬軟磁材料,主要有電工用純鐵、 電工用硅鋼片、鐵鋁合金、鐵鎳合金(坡莫 合金)、鐵鉆合金、非晶態(tài)合金。金屬軟磁材 料是用途最廣、用量最大的一類材料,可用 于電磁鐵鐵芯和磁極,繼電器的磁路和各種零件,感應(yīng)式和電磁式儀表的零件。
? ? ? ?(2)鐵氧體軟磁材料,主要有錳鋅鐵氧 體(可用于1MH以下),鎳鋅鐵氧體 (用于 1200MMHz頻率范圍),平面型六角晶系 (100~1000MH2),鋅鐵氧體,鎂鋅鐵氧體(25MM以下)。鐵氧體軟磁材料用于變壓 器、電感磁芯、偏轉(zhuǎn)磁芯、各種天線棒、磁飽和電抗器、行輸出變壓器、電流互感器等。
根據(jù)軟磁材料的應(yīng)用不同,對材料性能 有不同的要求。軟磁材料的應(yīng)用可分為兩類.
? ? ? ? (1)直流應(yīng)用(靜態(tài)應(yīng)用): 指材料工作 頻率為0H時的特殊應(yīng)用,如直流電磁鐵的 鐵芯及其磁極,測量儀表中的各種導(dǎo)磁體,電機(jī)和機(jī)床機(jī)身以及直流磁屏蔽用的材料等。 在直流應(yīng)用場合軟磁材料的重要特性可用磁化曲線來描述,衡量材料性能的重要指標(biāo)要 求有高的飽和磁感應(yīng)強度和磁導(dǎo)率。在所有單一金屬中,F(xiàn)e的飽和磁感應(yīng)強度最高 (2.15T),Co是使Fe的飽和磁感應(yīng)強度增加的唯一元素。
? ? ? (2)交流應(yīng)用(動態(tài)應(yīng)用): 工作頻率為幾十赫茲到幾千兆赫茲,各種變壓器、電機(jī) 電感用鐵芯材料等都屬于這類應(yīng)用。交流應(yīng)用除了要求材料有盡可能高的碰感應(yīng)強度和磁導(dǎo)率外,還要求在使用中的能量損耗低,因為這時軟磁材料所起的作用是為了實現(xiàn)各種能量間的轉(zhuǎn)換,能量損耗越小,則相應(yīng)設(shè)備 有用能量之間的轉(zhuǎn)換效率
越高。
軟磁材料按照成分分類:
? ? ?(1)純鐵和低碳鋼。含碳量低于0.04%,包括電磁純鐵、電解鐵和炭基鐵。其特點是飽和磁化強度高,價格低廉,加工性能好,但其電陽率低、在交變磁場下渦流損耗大,只適于靜態(tài)下使用,如制造電磁鐵芯、極靴繼電器和揚聲器磁導(dǎo)體、磁屏蔽置等。
? ? (2)鐵硅系合金。含硅量 0.5%~4.8%,一般制成薄板使用,俗稱硅鋼片。在純鐵中加入硅后,可消除磁性材料的磁性隨使用時間而變化的現(xiàn)象。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(jī)、變壓器、繼電器、互感器等的鐵芯。
? ??(3)鐵鋁系合金。含鋁6%~16%,具有較好的軟磁性能,磁導(dǎo)率和電阻率高硬度高、耐磨性好,但性脆主要用于制造小型變壓器、磁放大器、繼電器等的鐵芯和磁頭、超聲換能器等
? ?(4)鐵硅鋁系合金。在二元鐵鋁合金中加入硅獲得。其硬度、飽和磁感應(yīng)強度、磁導(dǎo)率和電阻率都較高。缺點是磁性能對成分起伏敏感,脆性大,加工性能差。主要用于音頻和視頻磁頭。
? ?(5)鎳鐵系合金。鎳含量30% ~90%,又稱坡莫合金,通過合金化元素配比和適當(dāng)工藝,可控制磁性能獲得高導(dǎo)磁、恒導(dǎo)磁、矩磁等軟磁材料。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。
? ? (7)鐵鈷系合金。鉆含量27% ~50%。具有較高的飽和磁化強度,電阻率低。適于制造極靴、電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子、小型變壓器鐵芯等
? ? (8)軟磁鐵氧體。非金屬亞鐵磁性軟磁材料。電阻率高(10-2~1010Ω.m ),飽和磁化強度比金屬低,價格低廉,廣泛用作電感元件和變壓器元件(如鐵氧體,現(xiàn)在金屬粉芯材料也可以做變壓器)。
? ? (9)非晶態(tài)軟磁合金。一種無長程有序、無晶粒合金,又稱金屬玻璃,或稱非晶金屬。其磁導(dǎo)率和電阻率高矯頑力小,對應(yīng)力不敏感,不存在由晶體結(jié)構(gòu)引起的磁晶各向異性,具有耐蝕和高強度等特點。此外,其居里點比晶態(tài)軟磁材料低得多,電能損耗大為降低,是一種正在開發(fā)利用的新型軟磁材料。
? ?(10)超微晶軟磁合金。20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的一種軟磁材料。由小于50納米左右的結(jié)晶相和非晶態(tài)的晶界相組成,具有比晶態(tài)和非晶態(tài)合金更好的綜合性能,不僅磁導(dǎo)率高、矯頑力低、鐵損耗小,且飽和磁感應(yīng)強度高穩(wěn)定性好?,F(xiàn)主要研究的是鐵基超微晶合金