金属磁粉芯简介

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1、产品技术中心磁性元件研究报告REPORTNO.PAGE:SUBJECTEARG00—2008003第1页共23页主题金属磁粉芯简介PREPAREDBYREPORTDATE:林平长2008-02-14目录第1章磁性材料简介……………………………………………………………………………………2第2章金属磁粉芯的历史…………………………………………………………………………5第3章金属磁粉芯的特性……………………………………………………………………………6第4章金属磁粉芯与铁氧体的比较……………………………………………………………8第5章金属磁粉芯的损耗模型………………………………………

2、……………………………10第6章金属磁粉芯的重要制造商…………………………………………………………………15第7章铁粉芯的老化……………………………………………………………………………………17第8章铁硅磁粉芯简介………………………………………………………………………………18第9章节能时代的铁硅铝磁粉芯………………………………………………………………20产品技术中心磁性元件研究报告REPORTNO.PAGE:SUBJECTEARG00—2008003第2页共23页主题金属磁粉芯简介PREPAREDBYREPORTDATE:林平长2008-02-14第1章磁性材料简介1831

3、年，法拉第证实了电磁感应现象的存在。此后，麦克斯韦（Maxwell）通过方程组的揭示了电与磁之间的内在联系。麦克斯韦方程组构成了一切电磁感应应用的数理基础，而电磁感应这一自然法则，也构成了磁性材料实际应用之工作机理。磁性材料的应用广泛，从CRT电视到平板电视（LCDTV、PDPTV），从有线模拟通信系统到无线数据通信系统，从传统电机到音圈电机，从传统喇叭到高档音响，无不需要磁性材料。图1展示了磁性材料经典的B-H曲线。通常，磁性材料有以下三大应用场合。第一场合，能量形式的转换。发电装置采用磁材的目的在于将机械能转换为电能，电机马达（含VCM电机）和喇叭音响采用磁材的目的在于将

4、电能转换为机械能。在能量转换场合下，多采用永磁材料。第二场合，电流参数的变换。对于电子类产品而言，不同的电流参数如电压、频率和相位均表征了不同的信号内容，故需要进行频繁的参数变换。这种变换，多是通过LC振荡回路实现，L即电感，而软磁材料即L的主要构成部分。这也正是软磁材料在IT领域得到广泛运用的原因所在。第三场合，提供强大的恒定磁场。此场合的民用领域主要是MRI核磁共振仪。MRI的基本原理在于利用强大的外加磁场与人体的氢原子产生核磁共振，通过计算机将此核磁共振信号形成人体内部组织之形态图像，从而达到医疗诊断的目的。强大的磁场是此应用场合的关键，因此，MRI系统通常需要用到数以

5、吨计的钕铁硼磁材。通常，可以按图2、图3对磁性材料、软磁材料进行划分(图4)。传统上，认为矫顽力小于1000A/m的材料的磁性是软的，矫顽力大于1000A/m的材料是硬的。在镍合金比如坡莫合金中得到的矫顽力可以小到60.4A/m，在某些新近发现的永磁材料中所观察到的内禀矫顽力通常在1.2×10A/m在右。本文仅对金属软磁材料中的金属磁粉芯做介绍。图1磁性材料的B-H曲线产品技术中心磁性元件研究报告REPORTNO.PAGE:SUBJECTEARG00—2008003第3页共23页主题金属磁粉芯简介PREPAREDBYREPORTDATE:林平长2008-02-14图2磁性材料

6、家族图3软磁材料分类产品技术中心磁性元件研究报告REPORTNO.PAGE:SUBJECTEARG00—2008003第4页共23页主题金属磁粉芯简介PREPAREDBYREPORTDATE:林平长2008-02-14（a）（b）图4材质及规格各异的软磁材料产品技术中心磁性元件研究报告REPORTNO.PAGE:SUBJECTEARG00—2008003第5页共23页主题金属磁粉芯简介PREPAREDBYREPORTDATE:林平长2008-02-14第2章金属磁粉芯的历史在铁氧体磁材出现以前，软磁均是金属及其合金，如工业纯铁、坡莫合金、铁硅合金、铁铝合金、铁硅-6-9铝合金

7、等金属软磁材料，它们具有高μ、高Bs的特点，但电阻率低（约为10～10Ω·cm）。在高频下，因涡流损耗随频率升高而剧增，无法使用。如果将磁性粉末与绝缘介质均匀混合，压制成磁芯，由于粉粒很小(直径0.5~5μm)，被非磁性绝缘介质隔开，其电阻率比金属及其合金要大得多，因而涡流损耗小。同时，磁粉芯内部形成分布气隙，在磁化时，这些分布气隙能够存储相当大的能量。磁芯粉磁导率较小但线性度、饱和磁密较高，工作频率范围较宽，具体性能取决于粉粒材料的磁导率、粉粒的大小和形状、粉粒的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力和热