概念軟磁和硬磁ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 15:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 零．鑒于各個滋疇中的原于磁矩在沒有外磁場時就已取向了，所以鐵滋體在不大的外磁場中也表現(xiàn)出強磁性來 每一鐵磁體實際上分成許多小區(qū)域，我們稱這樣的小區(qū)域為磁疇．分子場使每一磁疇中各個原于的磁矩排列在同一方向，但各個磁疇的磁矩方向彼此不同，因此在沒有外磁場時，雖然各個磁疇內(nèi)原于磁短已經(jīng)差不多全部排列起來了，鐵磁體的總磁矩仍為零，整個鐵磁體不呈現(xiàn)出磁性 磁疇形貌 磁性材料的分類 軟磁材料 硬磁材料 半硬磁材料 旋磁材料 矩磁材料 壓磁材料 按磁性種類 按化學(xué)成份 金屬磁性材料 非金屬磁性材料 按使用形態(tài) 塊體磁性材料 粉末磁性材料 薄膜磁性材料 磁性材料 磁各項異性 ?磁各向異性 ? 磁性材料在不同方向上具有不同磁性能的特性 。 包括：磁晶各向異性 ， 形狀各向異性 ， 感生各向異性和應(yīng)力各向異性等 。 單晶體的易磁化和難磁化方向 軟磁材料 ? 概念： 軟磁材料主要是指那些 容易反復(fù)磁化 ，且在外磁 場去掉后， 容易退磁 的磁性材料。 當(dāng)磁化發(fā)生在 Hc不大于 1000A/m，這樣的材料稱為 軟磁體 。典型的軟磁材料，可以用最小的外磁場實現(xiàn)最大的磁化強度。 ? 特點： 高磁導(dǎo)率 ：在較弱的外磁場下就能獲得高磁感應(yīng)強度 ， 并隨外磁場的增強很快達(dá)到飽和 。 低矯頑力 ：當(dāng)外磁場去除時 ， 其磁性立即基本消失 。 磁滯回線 ?矯頑場小 ?飽和場小 軟磁性能參數(shù) ? 飽和磁感應(yīng)強度 Bs ? 剩余磁感應(yīng)強度 Br ? 矩形比： Br∕Bs ? 矯頑力 Hc：是表示材料磁化難易程度的量，取決于材料的成分及缺陷（雜質(zhì)、應(yīng)力等）。 ? 磁導(dǎo)率 μ：是磁滯回線上任何點所對應(yīng)的 B與 H的比值，與器件工作狀態(tài)密切相關(guān)。 ? 居里溫度 Tc：鐵磁物質(zhì)的磁化強度隨溫度升高而下降，達(dá)到某一溫度時，自發(fā)磁化消失，轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判?，該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。 ? 損耗 P： 磁滯損耗 及渦流損耗 。 ? 磁滯損耗 Ph的方法是降低矯頑力 Hc；降低渦流損耗 Pe 的方法是減薄磁性材料的厚度 t 及提高材料的電阻率 ρ。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關(guān)系為： ? 總功率耗散（ mW） /表面積（ cm2） 高性能軟磁材料 ? 性能的基本要求 ? 貯能高 高的飽和磁感應(yīng)強度 ? 靈敏度高 初始磁導(dǎo)率，最大磁導(dǎo)率，脈沖磁導(dǎo)率 ? 效率高 Hc低，電阻率高，損耗小 ? 回線矩形比高 ? 穩(wěn)定性好 主要的軟磁材料 ? 純鐵和低碳鋼，含碳量低于 ％，包括電磁純鐵 、電解鐵和羰基鐵 ? 鐵硅系合金。含硅量 ％ ～ ％，一般制成薄板使用，俗稱硅鋼片 ? 鎳鐵系合金。鎳含量 30％～ 90％，又稱坡莫合金 ? 鐵鈷系合金。鈷含量 27％～ 50％。具有較高的飽和磁化強度，電阻率低 ? 軟磁鐵氧體。非金屬亞鐵磁性軟磁材料。 ? 非晶態(tài)軟磁合金。一種無長程有序、無晶粒合金，又稱金屬玻璃，或稱非晶金屬 ? 納米晶軟磁合金 主要軟磁性材料的優(yōu)缺點 （ 一 ） 工業(yè)純鐵 ? 資源豐富、價格低廉，具有良好的可加工性。是直流技術(shù)中非常重要的高磁飽和材料，主要用于制造電磁鐵的鐵心、極頭與極靴；繼電器和揚聲器的磁導(dǎo)體；電話機的振動膜；電工儀器儀表及磁屏蔽元件等。 ? 電阻率低，使用時產(chǎn)生很大的渦流損耗，不適于制作在交變場中工作的鐵心 ? 純鐵的自然磁時效現(xiàn)象 矯頑力上升 ,磁導(dǎo)率減小 , 原因：與純鐵中 N形成氮化物 主要軟磁性材料的優(yōu)缺點 （二）電工硅鋼片（ FeSi軟磁合金） 在純鐵中加入硅后，可消除 磁時效現(xiàn)象 。隨著硅含量增加，熱導(dǎo)率降低，脆性增加，飽和磁化強度下降，但其電阻率和磁導(dǎo)率高，矯頑力和渦流損耗減小，從而可應(yīng)用到交流領(lǐng)域，制造電機、變壓器、繼電器、互感器等的鐵芯 （三） FeNi合金 (坡莫合金， Permalloy) ? 通過合金化元素配比和適當(dāng)工藝，可控制磁性能，獲得高導(dǎo)磁、恒導(dǎo)磁、矩磁等軟磁材料。其塑性高，對應(yīng)力較敏感，可用作脈沖變壓器材料、電感鐵芯和功能磁性材料 主要軟磁性材料的優(yōu)缺點 （四） 鐵鈷合金 ? 純鐵中加入鈷后， Bs明顯提高， 含鈷 35%的鐵鈷合金的 Bs達(dá) ，是迄今 Bs最高的磁性材料 ? 鐵鈷合金 具有高的磁導(dǎo)和 的 Bs，適用于小型化、輕型化以及有較高要求的飛行器及儀器儀表元件的制備，制造電磁鐵極頭和高級耳膜震動片等。 ? 但電阻率偏低，不適于高頻場合的應(yīng)用。但價格昂貴。 主要軟磁性材料的優(yōu)缺點 （五）非晶態(tài)軟磁合金 其磁導(dǎo)率和電阻率高，矯頑力小，對應(yīng)力不敏感，不存在由晶體結(jié)構(gòu)引起的磁晶各向異性，具有耐蝕和高強度等特點。此外，其居里點比晶態(tài)軟磁材料低得多，電能損耗大為降低，是一種正在開發(fā)利用的新型軟磁材料。 (六）納米晶軟磁合金 可以通過非晶熱處理形成， 性能好過磁導(dǎo)率和飽和磁化率 都高，能耗小。 主要軟磁性材料的優(yōu)缺點 各種材料的軟磁性能 軟磁材料的應(yīng)用 ? 電磁鐵芯、極靴、繼電器和揚聲器磁導(dǎo)體、磁屏蔽罩等 ? 電機、變壓器、繼電器、互感器等的鐵芯 ? 電感元件和變壓器元件 （鐵氧體） 提高磁導(dǎo)率的措施 ?提高飽和磁化強度 Ms (材料成分與制備工藝） ? 有效方法，使 K1→0 ， λs→0 ? 消除應(yīng)力 (退火工藝） ? 去除雜質(zhì)，防止氧化 ? 氫氣熱處理 ?使材料雜質(zhì)相對集中 ? 真空熔煉、精煉 ?進(jìn)行織構(gòu)化 提高軟磁性能工藝、方法 ? 減小磁晶各項異性 (K1)和磁致伸縮率 (λ s) ? 控制成分，使 K1→0 ， λ s→0 ，甚至同時為零。使磁導(dǎo)率大大提高。 ? 控制有序相和無序相的比例。 ? 控制配方和控制冷速 ? 高溫退火 將磁性材料加熱到一定溫度，保溫一定時間，隨后緩慢冷卻到室溫，得到接近平衡組織的熱
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