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材料的特点和分类

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材料的特点和分类

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  磁性材料主要分为永磁材料与软磁材料。永磁材料又称硬磁材料,磁体经过外加磁场以后能长期保留其强磁性,特点是矫顽力(Hc)高。一般其矫顽力Hc≥10A4/m。磁能积(BH)max大。软材料是加磁场后即容易磁化,也容易退磁的磁性材料,特点是矫顽力小,一般其矫顽力Hc≤10A3/m。

  永磁材料四种主要磁特性

  (1)高的最大的磁能积 最大磁能积(BH)max是永磁材料单位体积存储和可利用的最大磁能量密度的量度。

  (2)高的矫顽力 矫顽力(Hc)是永磁材料磁和非磁的干扰而保持其永磁性的量度。

  (3)高的剩余磁通密度(Br)和高的剩余磁化强度(Mr) 它们是具有空气隙中磁场强度的量度。

  (4)高的稳定性 即对外加干扰磁场和温度、振动等环境因素的变化的高稳定性。

  永磁材料的主要分类

  (1)金属永磁材料:这是一种发展和应用都比较早的以铁和铁元素(如镍、钴等)为重要元素组成的合金永磁材料,主要有稀土永磁(如钕 铁硼稀土合金永磁),铝镍钴(AINiCo)系和铁铬钴(FeCrCo)系三大永磁合金。

  (2)铁氧体永磁材料:这是以Fe2O3为主要元素组成的复合氧化物的强磁材料,其特点是电阻率高,特别有利于在搞频和微波使用。如钡铁氧体永磁材料,锶铁氧体永磁材料等。

  (3)其它永磁材料:如微粉永磁材料,纳米永磁材料,胶塑永磁材料等。

  软磁材料的主要特点

  (1)低的矫顽力Hc:显示磁性材料即容易外加磁场磁化,又容易受到加磁场或其他因素退磁,而且磁损耗也低。

  (2)高的饱和磁通密度Bs和高的饱和磁化强度Ms:这样荣故意得到高的磁导率μ和低的矫顽力Hc,也可以提高磁通密度。

  (3)低的磁损耗和电损耗:这就要求低的矫顽力Hc和高的电阻率。

  (4)高的稳定性:对温度、震动等环境因素的变化具有高的稳定性。

  软磁材料的主要分类

  (1)铁氧体软磁材料:是一系列含有氧化铁的复合氧化物材料(或称为陶瓷材料),特点是饱和磁感应强度低(0.5T以下)但是磁导率比较高。电阻率也很高,一般使用在高频下。如锰锌铁氧体(Mn-Zn Cores)、镁锌铁(Mg-Zn Cores)。

  (2)金属软磁材料:与铁氧体软磁材料相比具有高的饱和磁感应强度低的矫顽力。主要有铁系类软磁如工业纯铁、铁粉芯(Iron Powder Cores);铁镍合金类软磁,如铁镍鉬磁粉芯(MPP Cores)、高磁通铁镍磁粉芯(High Flux Cores)等;铁硅合金类软磁,如铁硅铝磁粉芯(Sendudt Cores)、硅钢片等。

  (3)非晶软磁材料和纳米晶软磁材料:是20世纪后期发展起来的新软磁材料。

  金属磁粉芯是由金属磁性粉粒,经表面绝缘包覆,与绝缘介质(有机或无机类黏合剂)混合压制而成的一种软磁材料。由于金属磁性粉粒很小,又被非磁性绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用与较高频率,另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性。同时磁粉芯内有天然的气隙分布特性,极其合适储能性电感器的使用,又由于磁性粉末颗粒尺寸小,基本上不会发生集肤效应,磁导率随频率的变化也就较为稳定。磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、颗粒大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。

  由于金属磁粉芯内有天然的气隙分布存在,具有软饱和的特性,较铁氧体而言有很大的优势,其直流偏置不存在铁氧体具有的硬饱和,而是随着直流偏置力的增加,其磁导率以预期方式缓慢降低。

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