补充+第13节磁性材料及应用

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1、材料的磁学第二章第11节磁性材料磁性材料1、软磁材料2、硬磁材料3、信息存储磁性材料4、磁电阻效应和磁头材料5、磁光记录材料一、软磁材料特点：高的磁导率、低的矫顽力、低铁心损耗软磁材料主要有：纯铁、低碳钢、Fe-Si、Fe-Al、Fe-Al-Si、Ni-Fe、Fe-Co、铁氧体、非晶合金等。1、纯铁和碳钢纯铁：纯度99.9%，主要用于电磁铁极头。其性能是饱和磁化强度高，矫顽力低，电阻率低。我国电工用的纯铁牌号是：DT3—DT8,同时在DT后面标注A、E、C，分别标志高级、特级、超级等磁性等级。只能用于直流。否则涡流损耗很大。普通DT3、DT4、DT5、DT6、DT

2、8≤96≥60001.4—1.8高级DT3A、DT4A、DT5A、DT6A≤72≥70001.4—1.8特级DT4E≤48≥90001.4—1.8超级DT4C、DT6C≤32≥120001.4—1.8磁性等级牌号Hc(A/m)um磁感应强度T交流下：加入少量的Si（0.38-0.4%）形成固溶体，提高合金电阻率。可分为：热轧非织构（无取向）硅钢片；冷轧非织构；冷轧高斯织构；冷轧立方织构2、Ni-Fe合金与电工钢相比，它有高的磁导率和低的饱和磁感应强度，低的损耗，但是价格很贵。应用于高质量要求的电子变压器、电感器和磁屏蔽应用上。该材料有足够的延展性，可以扎成0.00

3、03cm，常用于高达500kHz的高频应用的带绕磁芯。由于其磁导率随着温度的变化不大，即温度系数比较好，还有可以用于不同的电流变压器、失误阻断器；可以直接用于液氮、液氦气氛中。3、磁性陶瓷材料它有强的磁性耦合、高的电阻率和低损耗，种类非常多，应用广泛。一类是具有尖晶石结构，化学结构式MFe2O4（M=Mn、Zn、Fe的结合）的铁氧体材料。主要用于通信变压器、电感器、阴极射线管变压器；开关电源变压器；微波器件，如隔离器和环行器，工作频率1—100GHz。另一类是石榴石磁性结构，其化学式RFeO(R代表铱或稀土元素)，用于微波器件，工作频率1—5GHz。4、非晶合金把

4、液态金属快速冷凝时，就可以得到非晶材料。5、纳米晶软磁材料指材料中晶粒尺寸为纳米量级（一般<50nm），而获得的高起始磁导率（u---100000）和低矫顽力（0.5A/m）。FeSiB基中加少量Cu和Nb，在形成非晶材料后，再进行适当的热处理，获得纳米晶粒。二、硬磁材料这类材料是人类最早发现和应用,同时也是目前种类繁多、进展迅速和应用广泛的磁性材料。从二十世纪初，标志永磁材料性能的最大磁能积就随年代呈指数关系增长。目前用的永磁材料，按最大磁能积大小可分为①高磁能积永磁材料，一般指大于160KJ/m3的材料,这包括       型        型和NdFeB型稀

5、土永磁材料。我国是世界上稀土蕴藏量最丰富（占世界总蕴藏量的80%以上）的国家,稀土永磁材料的研究和生产水平居世界前列。②中磁能积永磁材料，        在32～80KJ/m3之间。目前主要有系和FeCrCo系两类材料。③低磁能积永磁材料，＜32KJ/m3。目主要有钡（锶）铁氧体和含Co量低的AlNiCo系和FeCrCo系材料。其中铁氧体永磁材料因价格低、矫顽力高，在目前各国的永磁材料生产上，产值和产量都居首位。1、AlNiCo合金具有高的磁能积（40—70KJ/m3）、剩余磁感应强度（0.7—1.35T），适中的矫顽力（40—160kA/m），Tc=8500C2

6、、硬磁铁氧体一般式是MO.6Fe2O3,M代表Ba或Sr。各向异性常数K1=0.3MJ/m3，矫顽力Hc=200—300kA/m,T=4500C3、稀土永磁材料钴基永磁材料铁基永磁材料:代表是R-Fe-B，如NdFeB1:5型R-Co，R代表稀土，如：SmCo52:17型R-Co，R代表稀土，如：Sm2Co17下面重点介绍一下永磁NdFeB，其典型合金成份为Nd15Fe8B77。1983年日本住友特种金属公司和美国GM公司几乎同时研制出NdFeB合金。后来又用Co替代部分Fe，提高居里温度；用Dy或Tb取代部分Nd，提高矫顽力，改善磁体的高温性能。这类稀土永磁材料

7、的性能特点是：①磁能积比非稀土永磁大4倍以上,因此在相同磁能积条件下,使用稀土永磁可缩小体积,便于设备、仪表小型化、轻量化；②矫顽力是铁氧体的3-5倍,利用此性质可以制作较薄的磁体;③剩磁与AlNiCo相当,比铁氧体高二倍。目前,稀土永磁的应用已遍及电动机械、电器仪表与电音设备，如扬声器、传感器；磁轴承和强力磁选机；电子及离子束控制装置，如磁控制管和粒子加速器；医疗保键，如核磁共振层析仪、心脏起博器及磁疗设备等。整个西方世界产量的一半用于硬盘驱动器用音圈电机。4、具有延展性的硬磁材料Cu-Ni-Fe:合金在硬磁状态下可以冲压，磁能积=12kJ/m3，常用于速度表和

8、计时马达，