磁性资料的基础特征及分类参数[指南]

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1、-.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II作川下，必有相应的磁化强度或磁感应强度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）。磁化曲线一般來说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现彖及磁滞现彖。即当磁场强度H足够大时,磁化强度1达到一个确定的饱和值1s,继续增大H,1s保持不变；以及当材料的值达到饱和后，夕卜磁场II降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr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。2.软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度

2、Bs：莫人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：是磁滞冋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ui、最大磁导率微分磁导率nd、振幅磁导率ua、有效磁导率ue、脉冲磁导率PPo居里温度Tc：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。它确处了磁性器件工作的上限温度。损耗P：磁滞损耗

3、Ph及涡流损耗PeP=Ph+Pe=af+bf2+cPe（2t2/,p降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力He；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率Po在白由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)1.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数Z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〜电流特件与磁芯的儿何形状及磁化状态密切相关。设计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插三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的儿何

4、形状及尺寸；根据磁性参数耍求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。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屮的应用始于191比纪末。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，在电话线路屮的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝筹。到20世纪初，研制出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，促进了髙导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期,宙达、电视广播、集成电路的发明等，对

5、软磁材料的耍求也更高，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，研制岀了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料一非晶态软磁合金。2.常用软磁磁芯的种类铁、钻、線三种铁磁性元索是构成磁性材料的基本组元。按(主耍成分、磁性特点、结构特点)制品形态分类:(1)粉芯类：磁粉芯，包括：铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯(HighFlux)、坡莫合金粉芯(1PP)、铁氧体磁芯(1)带绕铁芯：硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金三常用软磁磁芯的特点及应用(一)粉芯类1.磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质

6、混合压制而成的一种软磁材料。由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5〜5微米)，乂被非磁性电绝缘膜物质隔开，因此，一方面可以隔绝涡流，材料适用于较高频率；另一方血由于颗粒Z间的间隙效应，导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;乂由于颗粒尺寸小，基本上不发生集狀现彖，磁导率随频率的变化也就较为稳定。主要用于高频电感。磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、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。常用的磁粉芯冇铁粉芯、坡莫合金粉芯及恢硅铝粉芯三种。磁芯的有效磁导率He及电感的计算公式为：ue=DL/4N2SX109其中：D为磁芯平均

7、直径(cm),L为电感量(享)，N为绕线匝数，S为磁芯有效截面积(cm2)。(1)铁粉芯常用铁粉芯是山碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。在粉芯中价格最低。饱和磁感应强度值在1.4T左右；磁导率范围从22〜100；初始磁导率卩i随频率的变化稳定性好；直流电流叠加性能好；但高频下损耗高。恢粉芯初始磁甘率随百流磁场强度的变化铁粉芯初始磁导率随频率的变化(2)・坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主耍冇钳坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(HighFlux)oMPP是由81%Ni、2%Mo及Fe粉构成。主耍特点是：饱和磁感应强度值在7500Gs左右；磁导率范围大，从14〜550；

8、在粉末磁芯屮具有最低的损耗；温度稳定性