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· 软磁材料的特性 铁氧体材料的特性铁氧体材料又称氧化物磁性材料,它是由铁和其它金属组成的复合氧化物,其磁性属亚铁磁性,是由被氧离子所隔开的磁性金属离子间产生超交换相互作用,从而使处于不同晶格位置上的磁性金属离子磁矩反向排列,若两者的磁矩不相等,则表现出强磁性。软磁铁氧体材料是各种铁氧体材料中产量最多,用途最广泛的一种。这类材料的主要特点是起始磁导率高和矫顽力低,主要的晶格结构为尖晶石结构。若按化学成分分类,软磁铁氧体材料主要有MnZn系、NiZn系、MgZn系三大类;若按应用特性参数分类,可分为高磁导率、功率铁氧体材料、高频铁氧体材料、高电阻率材料、甚高频软磁铁氧体材料(六角晶系高频铁氧体)、高频大功率铁氧体材料等MnZn系铁氧体具有高的起始磁导率,较高的饱和磁感应强度,在无线电中频或低频范围有低的损耗,它是1兆赫兹以下频段范围磁性能最优良的铁氧体材料。常用的MnZn系铁氧体起始磁导率μi=400-20000,饱和磁感应强度Bs=400-530mT。NiZn系铁氧体使用频率100kHz~100MHz,最高可使用到300MHz。这类材料磁导率较低,电阻率很高,一般为105~107Ωcm。因此,高频涡流损耗小,是1MHz以上高频段磁性能最优良材料。常用NiZn系材料的磁导率μi=5-1500,饱和磁感应强度Bs=250-400mT。MgZn系铁氧体材料的电阻率较高,主要应用于制作显像管或显示管的偏转线圈磁芯。磁粉芯材料的特性磁粉芯是由颗粒直径很小(0.5~5mm)的铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的磁芯,一般为环形,也有压制成E形的。磁粉芯的电磁特性取决于金属粉粒材料的导磁率、粉粒的大小与形状、填充系数、绝缘介质的含量、成型压力、热处理工艺等。磁粉芯主要用于电感铁芯,由于金属软磁粉末被绝缘材料包围,形成分散气隙,大大降低了金属软磁材料的高频涡流损耗,使磁粉芯具有抗饱和特性与宽频响应特性,特别适用于制作谐振电感、功率因数校正电感、输出滤波电感、EMI滤波器电感等。常用磁粉芯主要有铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量(HighFlux)粉芯、坡莫合金粉芯(MPP)。铁粉芯由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成,由于价格低廉,铁粉芯至今仍然是用量最大的磁粉芯,磁导率为10~100。铁硅铝粉芯的典型成分为:9%Al、55Si、85�。由于在纯铁中加入了硅和铝,使材料的磁滞伸缩系数接近零,降低了材料将电磁能转化为机械能的能力,同时也降低了材料的损耗,使铁硅铝粉芯的损耗比铁粉芯的损耗低。铁硅铝粉芯的饱和磁感应强度在1.05T左右,磁导率有26、60、75、90、125等5种,比铁粉芯具有更强的抗直流偏磁能力。由于不含有机成分,铁硅铝粉芯不存在老化问题,工作温度可达200℃。高磁通量(HighFlux)粉芯的成分为:50%Ni、50�,饱和磁感应强度为1.4T左右,磁导率有14、26、60、125、147、160等,是磁粉芯中具有最强抗直流偏磁能力的材料(如磁导率为60的HF材料在1000Oe磁场下仍然没有饱和),磁芯损耗与铁粉芯相近,比铁硅铝大许多。主要用在高DC偏压、大直流电和低频交流电路中,也用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因数校正电感等,价格高于铁粉芯和铁硅铝粉芯。钼坡莫合金粉芯(MPP)的成分为:81%Ni、2%Mo、19�,饱和磁感应强度较低,约为0.75T,磁导率变化范围大,从14到550,磁滞伸缩系数接近零,温度稳定性极佳(磁导率小于330的材料从-60℃到80℃磁导率相对变化小于0.4%),在磁粉芯中具有最低的磁芯损耗,抗直流偏磁能力仅次于铁硅铝粉芯,由于含镍量高,价格也是磁粉芯中最贵的。硅钢与铁镍合金的特性硅钢(铁硅合金)具有稳定性好、环境适应性好和磁通密度高等特点,是电力和电子工业中用途最广、用量最大的一种软磁材料。硅钢是立方晶系的多晶体金属合金,硅钢片的性能受硅含量、杂质(C、O、S、Mn、P等)、晶粒取向、应力、晶粒尺寸、钢片厚度、钢片表面质量等七个因数的影响,提高硅钢片性能有三条主要措施:改变晶粒结构、调整硅含量和减少带材厚度。硅钢片又称电工钢板,按其制造工艺可分为热轧电工钢(含硅2%-4.5%)、冷轧无取向硅钢(含硅0.5%-3%)和冷轧取向硅钢(含硅约3%)。80年代末,已可以批量生产含硅量为6.5%(磁滞伸缩在该成分下趋近于零)的无取向带材,可进一步降低噪声。铁镍合金又称坡莫(Permalloy),含镍量在30%-90%范围内,主要形状为带材,主要特点是在弱、中磁场下有很高的磁导率和极小的矫顽力,加工性能好,有较好的防锈性能;经过特定的加工,可获得很好的磁性能,如超过十万的起始磁导率、超过百万的最大磁导率,小于2mOe的矫顽力、接近1的矩形比系数、在相当宽的磁场范围内保持恒导磁率等。由于含有镊、钴等贵重元素,此类合金价格高,带材越薄、价格越昂贵。 非晶态合金与超微晶合金的特性非晶态合金是一种新型软磁材料,在晶态材料中原子在空间作周期性的有序排列,形成所谓晶体点阵结构,而在非晶态材料中原子在空间的排列无序,不存在宏观的磁各向异性。非晶态材料具有优异的磁性和韧性,具有高的电阻率和机电耦合系数,具有耐腐蚀、耐磨、高强度、高硬度的良好的材料特性。非晶态合金是以铁、镍、钴为基材制作的合金。铁基非晶态合金铁含量在80%左右,具有高的饱和磁感应强度和低的铁损、低的价格。各种软磁材料的性能对比 类别名称材料主要成分导磁率Bs(mT)最高工作温度℃最高使用频率f(kHz)特点说明金属磁性材料硅钢片Si-Fe~18002000~300~10由于电阻率低,涡流损耗大,除非晶态合金合、超微晶材料外,其它的金属磁性材料只能在30kHz以下的频率应用。铁镍合金Ni-Fe~100000750~150~30非晶态合金Fe(Co,Ni)~1000001500~150~500超微晶Fe~800001500~150~100磁粉芯铁粉芯Fe3~100~1400~150~500导磁率低,主要应用于中低频滤波电感。铁硅铝粉芯Al,Si,Fe26~125~1050~200~1000高磁通粉芯Ni,Fe14~160~1400~200~1000钼坡莫合金粉芯Mo,Ni,Mo14~550~800~200~1000铁氧体材料锰锌铁氧体Mn,Zn,Fe,O1000~18000510~125~1000 镍锌铁氧体Ni,Zn,Fe,O15~2500400~100~120000镁锌铁氧体Mg,Zn,Fe,O~10 ~200000各种软磁材料的物理性能和价格比较特性非晶态和超微晶硅钢片坡莫合金铁粉芯铁硅铝粉芯高磁通粉芯钼坡莫合金粉芯铁氧体铁损低高中高低低低低磁导率高低高低低低低中Bs高高中高高高中低温度影响中小小小小小小中加工难易易难难难难易价格中低高低中高高低 以上是网上搜索到的资料,偏转磁芯应是镁锌材料的,导磁率只有10,看来做逆变真的不好用。