软磁永磁材料分析处理

软磁材料 软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化，也易于退磁. 应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等 。  软磁材料种类繁多，通常按成分分为： ①纯铁和低碳钢。含碳量低于0.04％，包括电磁纯铁 、电解铁和羰基铁。其特点是饱和磁化强度高，价格低廉，加工性能好；但其电阻率低、在交变磁场下涡流损耗大，只适于静态下使用，如制造电磁铁芯、极靴、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩等。 ②铁硅系合金。含硅量 0.5％ ～ 4.8％，一般制成薄板使用，俗称硅钢片。在纯铁中加入硅后，可消除磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象。随着硅含量增加，热导率降低，脆性增加，饱和磁化强度下降，但其电阻率和磁导率高，矫顽力和涡流损耗减小，从而可应用到交流领域，制造电机、变压器、继电器、互感器等的铁芯。 ③铁铝系合金 。含铝6％～16％，具有较好的软磁性能，磁导率和电阻率高，硬度高、耐磨性好，但性脆，主要用于制造小型变压器、磁放大器、继电器等的铁芯和磁头、超声换能器等。 ④铁硅铝系合金。在二元铁铝合金中加入硅获得。其硬度、饱和磁感应强度、磁导率和电阻率都较高。缺点是磁性能对成分起伏敏感，脆性大，加工性能差。主要用于音频和视频磁头。 ⑤镍铁系合金。镍含量30％～90％，又称坡莫合金，通过合金化元素配比和适当工艺，可控制磁性能，获得高导磁、恒导磁、矩磁等软磁材料。其塑性高，对应力较敏感，可用作脉冲变压器材料、电感铁芯和功能磁性材料。 ⑥铁钴系合金。钴含量27％～50％。具有较高的饱和磁化强度，电阻率低。适于制造极靴、电机转子和定子、小型变压器铁芯等。 ⑦软磁铁氧体。非金属亚铁磁性软磁材料。电阻率高（10-2～1010Ω·m ），饱和磁化强度比金属低，价格低廉，广泛用作电感元件和变压器元件（见铁氧体）。 ⑧非晶态软磁合金。一种无长程有序、无晶粒合金，又称金属玻璃，或称非晶金属。其磁导率和电阻率高，矫顽力小，对应力不敏感，不存在由晶体结构引起的磁晶各向异性，具有耐蚀和高强度等特点。此外，其居里点比晶态软磁材料低得多，电能损耗大为降低，是一种正在开发利用的新型软磁材料。 ⑨超微晶软磁合金。20世纪80年代发现的一种软磁材料。由小于50纳米左右的结晶相和非晶态的晶界相组成，具有比晶态和非晶态合金更好的综合性能，不仅磁导率高、矫顽力低、铁损耗小，且饱和磁感应强度高、稳定性好。现主要研究的是铁基超微晶合金。 软磁材料种类多和用途广,具有4种主要的磁特性：   (1)高的磁导率。磁导率(符号为μ)是对磁场灵敏度的量度；   (2)低的矫顽力hc显示磁性材料既容易受外加磁场磁化，又容易受外加磁场或其他因素退磁，而且磁损耗也低；   (3)高的饱和磁通密度bs和高的饱和磁化强度ms。这样较容易得到高的磁导率μ和低的矫顽力hc，也可以提高磁能密度；   (4)高的稳定性，这就要求上述的软磁特性对于温度和震动等环境因素有高的稳定性。 当前常用的重要的软磁材料主要有：    (1)铁-硅(fe-si)系软磁材料，常称硅钢片，是电机工业广泛使用磁性材料。这一磁性材料系统的非取向fe-si合金(i)、单取向 fe-si合金(ⅱ)、双取向fe-si合金(ⅲ)、特殊处理fe-si合金(ⅳ)和非晶fe-si-b材料(v)的磁和电损耗p降低随年代的进展。 (2)铁-镍(fe-ni)系软磁合金是磁导率μ和矫顽力hc低的性能良好的软磁材料，有着广泛的应用。 (3)铁氧体软磁材料，其突出优点是电阻率极高，可以在高频率和超高频率使用，在通信和多种电子学器件中有着重要的应用。   (4)非晶软磁材料和纳米晶软磁材料，是在20世纪后期发展起来的新软磁材料。非晶软磁材料的特点是制造工艺较简单，化学成分变化范围较宽、磁性均匀和良好的各向同性(因无晶粒结构)。将适当成分的非晶软磁材料通过适当的热处理后，可以使非晶状态转变为晶粒直径为纳米量级的结晶态软磁材料，也可以得到良好的软磁材料。   (5)其他软磁材料。选择适当的化学成分和适当的制造工艺，可以得到具有特定软磁等性能的软磁材料。例如，具有高能和磁化强度的铁-钴 (fe-co)系软磁合金，具有较高电阻率的铁-铝(fe-al)系软磁合金，具有磁晶各向异性和磁致伸缩都趋近于零的铁-硅-铝(fe-si-al) 等。 磁滞回线----在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。 在软磁材料中，强磁性(铁磁、亚铁磁)材料的B—H磁化曲线如图1—l所尔，图中的矢量箭头表示磁化的进程。0ABBs曲线为磁化曲线，从Bs经Br、Hc到—Bs，再到Bs的回线称为磁滞回线。若磁化不到饱和而作成的回线称为小回线。只有在饱和回线上定出的参数才能作为标准数据。 (5)其他软磁材料。选择适当的化学成分和适当的制造工艺，可以得到具有特定软磁等性能的软磁材料。例如，具有高能和磁化强度的铁-钴 (fe-co)系软磁合金，具有较高电阻率的铁-铝(fe-al)系软磁合金，具有磁晶各向异性和磁致伸缩都趋近于零的铁-硅-铝(fe-si-al) 等。 永磁材料 永磁材料：磁体被磁化厚去除外磁场仍具有较强的磁性，特点是矫顽力高和磁能积大。可分为三类，金属永磁，例，铝镍钴，稀土钴，铷铁硼等。永磁功能材料常称永磁材料，又称硬磁材料，而软磁功能材料常称软磁材料。这里的硬和软并不是指力学性能上的硬和软，而是指磁学性能上的硬和软。磁性硬是指磁性材料经过外加磁场磁化以后能长期保留其强磁性(简称磁性)，其特征是矫顽力(矫顽磁场)高。矫顽力是磁性材料经过磁化以后再经过退磁使具剩余磁性(剩余磁通密度或剩余磁化强度)降低到零的磁场强度。而软磁材料则是加磁场既容易磁化,又容易退磁,即矫顽力很低的磁性材料。退磁是指在加磁场(称为磁化场) 使磁性材料磁化以后，再加同磁化场方向相反的磁场使其磁性降低的磁场。 　永磁材料是发现和使用都最早的一类磁性材料。我国最早发明的指南器(称为司南)便是利用天然永磁材料磁铁矿制成的。现在的永磁材料不但种类很多，而且用途也十分广泛。   常用的永磁材料主要具有4种磁特性：   (1)高的最大磁能积。最大磁能积[符号为(bh)m]是永磁材料单位体积存储和可利用的最大磁能量密度的量度；   (2)高的矫顽(磁)力。矫顽力[符号为(h)c]是永磁材料抵抗磁的和非磁的干扰而保持其永磁性的量度；    (3)高的剩余磁通密度(符号为br)和高的剩余磁化强度(符号为mr)。它们是具有空气隙的永磁材料的气隙中磁场强度的量度；   (4)高的稳定性，即对外加干扰磁场和温度、震动等环境因素变化的高稳定性。   当前常用的重要永磁材料主要有：   (1)稀土永磁材料，这是当前最大磁能积最高的一大类永磁材料，为稀土族元素和铁族元素为主要成分的金属互化物(又称金属间化合物)。我国研制和生产的钕铁硼稀土合金就是永磁材料。   (2)金属永磁材料，这是一大类发展和应用都较早的以铁和铁族元素(如镍、钴等)为重要组元的合金型永磁材料，主要有铝镍钴(alnico) 系和铁铬钴(fecrco)系两大类永磁合金。铝镍钴系合金永磁性能和成本属于中等，发展较早，性能随化学成分和制造工艺而变化的范围较宽，故应用范围也较广。铁铬钴系永磁合金的特点是永磁性能中等，但其力学性能可进行各种机械加工及冷或热的塑性变形，可以制成管状、片状或线状永磁材料而供多种特殊应用。   (3)铁氧体永磁材料，这是以fe2o3为主要组元的复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高，特别有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体(bafe12o19)和锶铁氧体(srfe12o19)等都有很多应用。   除上述3类永磁材料外，还有一些制造、磁性和应用各有特点的永磁材料。例如微粉永磁材料、纳米永磁材料、胶塑永磁材料(可应用于电冰箱门的封闭)、可加工永磁材料等。  永磁材料的种类很多，其磁性能较为复杂，但其基本磁性能可用磁滞回线来反映，即用B＝f(H)曲线来表示磁钢中磁感应强度B随磁场强度H改变得特性如图2—2所示。 图2—2表明． 一块未磁化的磁钢在磁化过程中．其磁化曲线首先从坐标原点o开始，磁感应强度B随着磁场强度H的增大而增加，并渐渐进入饱和状态a点。此后，如再增加外加磁场强度H，则B基本上保持不变，与a点相应的磁感应强度Bs称为饱和磁感应强度，此时的磁场强度Hs称为饱和磁场强当磁钢充磁达到饱和状态后，若逐渐减小外加磁场强度H，磁钢中的磁感应强度B将随之减小。但是B—H关系不再按oa曲线下降，而是按图2—2中另一条曲线ab下降。当外加磁场为零时，磁钢中的磁感应强度B不等于零，而是等于ob，此时若改变外加磁场的方向，并逐渐向相反的方向增加，则B—H关系按图2—2所示曲线bca’变化，a’点达到负向的饱和状态。此后若再增加负向外加磁场强度H，则其磁感应强度B基本不变。而当它逐渐减小到零，并再逐渐以正值增加时，B—H关系将沿曲线a’b’c’a变化。随着外加磁场的不断反复变化，磁钢中的B—H关系将沿封闭曲线abca’b’c’a重复变化。这样的封闭曲线称为磁滞回线。由于所谓永磁材料的“磁性适应”现象，一般磁滞回线要经过2—3次反复磁化后才会完全在图2—2所示的磁滞回线中，其第二象限的bc段称为去磁曲线，它表示水磁材料被完全磁化后无外励磁时的B—H关系，由于水磁材料一般应用在元外励磁状况下，因而去磁曲线是表示永磁材料磁特性的主要特性曲线。重合。度，曲线oa称为起始(或初始)磁化曲线 。