磁性材料基础知识(一)

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1、磁性材料一.磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线（M〜H或B〜H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMi•曲线变化。材料的工作状态相当于M〜H曲线或B〜H曲线上的某一点，该点常称为工作点。（3）呼通回线（b）如E冋钱7/rH（O线性回线磁滞回线及磁导率

2、随磁场强懊的变化H1I线2.软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。矩形比:Br/Bs矫顽力He：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。磁导率卩：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。初始磁导率"、最大磁导率卩m、微分磁导率陶、振幅磁导率血、有效磁导率山、脉冲磁导率Ppo居里温度几：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁

3、性器件工作的上限温度。损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗PeP=Ph+Pe=af+bF+cPe°°Ft2/,p降低，磁性材料一.磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线（M〜H或B〜H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMi•曲线变化。材料的工作状态相当于M〜

4、H曲线或B〜H曲线上的某一点，该点常称为工作点。（3）呼通回线（b）如E冋钱7/rH（O线性回线磁滞回线及磁导率随磁场强懊的变化H1I线2.软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。矩形比:Br/Bs矫顽力He：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。磁导率卩：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。初始磁导率"、最大磁导率卩m、微分磁导率陶、振幅磁导率血、有效磁导率山、脉冲磁导率Ppo居里温度几：

5、铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗PeP=Ph+Pe=af+bF+cPe°°Ft2/,p降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力He；降低涡流损耗玖的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率P。在自由静止空气中磁心的损耗与磁心的温升关系为：△T=[总功率耗散(mW)/表面积(cm2)]a1.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压〜电流特性。器件的电压〜电流特性与磁心的几何形状及磁化状态密切相关。设计

6、者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁心的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁心的工作状态得到相应的电气参数。材料：B〜H,卜1磁迪0二Jims二1遵做芯(s,1)：©〜fI〜II=in/1磁势F二JHdl二H1U~B:U=NdQ/dt鬧件(N):U〜M二JLidlkfNBSxlO'6L〜p:L=AlN2二SK/Dx10”二、软磁材料的发展及种类1.软磁材料的发展软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁心中使

7、用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到20世纪初，研制岀了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，岀现了坡莫合金及坡莫合金磁粉心等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期,雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金