(4)软磁材料取经之路

(一)、对于软磁材料的基本性能的要求有哪些

(二)、提高软磁材料初始磁导率的途径有哪些

(三)、软磁可以分为哪几大类?他们在性能和应用场合上有些差别?

(四)、常用的金属软磁材料有哪些?他们各有什么特点,分别有那些应用?

(五)、常用的铁氧体材料有哪些?他们各有什么特点,分别有那些应用?

(六)、与传统晶态材料相比,非晶态软磁材料具有那些优势?如何制备非晶态磁性材料?

(七)、为什么说纳米晶合金的发明是软磁材料的一个突破性进展?纳米晶软磁材料如何制备有哪些典型应用?

高的初始磁导率和最大磁导率,低矫顽力,高饱和磁感应强度,低功率损耗,高稳定性,低剩余磁感应强度,低铁损,高电阻率,低磁致伸缩系数

提高炮和磁化强度

降低磁晶各向异性常熟和磁致伸缩系数

控制晶粒尺寸的大小

改善材料的显微结构(材料的织构化)

一般而言,多晶体各晶粒在空间的取向是任意的,各晶粒之间没有一定的位向关系。而经过冷加工,或者其他一些冶金,热处理过程后(如铸造、电镀、气相沉积、热加工、退火等等),多晶体的取向分布状态可以明显偏离随机分布状态,呈现一定的规则性。这样一种位向分布就称为织构,或者择优取向(PreferredOrientation)。在摩擦学领域,出现的表面织构或表面纹理(SurfaceTexture)与通常的织构不同,它是指固体表面具有一定规则的三维形貌。

降低应力

物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。

软磁材料分为金属软磁材料,铁氧体软磁材料,纳米晶软磁材料

金属软磁材料具有高的饱和磁化强度

铁氧体软磁磁材料具有亚铁磁性,其饱和磁化强度比金属软磁材料低,但电阻率较高s,因而具有良好的高频特性,具有高初始磁导率,高品质因数,高稳定性和高截至频率

纳米晶软磁合金具备了铁非晶合金的高磁感应强度和钴基非合金的高磁导率,低损耗,低成本,同时由于非晶态软磁材料不具有晶粒结构,因而磁导率高,矫顽力小,具有优良的综合软磁性能

电工纯铁:磁性能受含碳量影响,且存在时效效应,涡流损耗比较大,只能应用于直流磁场中,主要用于制造电磁铁的铁芯和磁极,继电器的磁路和各种零件等

硅钢:由于在电工纯铁中参杂了硅形成固溶体,使得合金电阻率提高,降低了材料的涡流损耗并且随着硅含量的增加,磁滞损耗降低,在弱磁场中等磁场强度的磁场下,磁导率增加,是交流电器用的比较理想的材料

坡莫合金:坡莫合金具有很高的磁导率,成分围宽,且磁性能可以通过改变成分和热处理工艺进行调节,因此可以用在弱磁场下具有很高磁导率的铁芯材料和瓷屏蔽材料,也可以在要求低剩磁和恒磁导率的脉冲变压器材料,还可以做各种磁矩合金,热磁合金和磁致伸缩合金

铁铝合金:与其他金属材料相比具有较高的强度、硬度和耐磨性;合金密度低,可以减轻磁性元器件的铁芯重量;且对应力不敏感,适用于在冲击、震动等环境下工作,此外,铁铝合金还具有良好的稳定性和扛核辐射性能等优点

铁硅铝合金:(仙台斯特合金):该合金的磁致伸缩系数和磁给向异性常数几乎同时趋近于零,同时具有高磁导率和低矫顽力,且电阻率高耐磨性好,可作为理想的磁头磁芯材料

铁钴合金(坡莫合金):具有高饱和磁化强度,高的初始磁导率和最大磁导率,但加工性能较差,通常用作直流电磁铁芯,极头材料,由于其具有较高的饱和磁致伸缩系数,也是一种很好的磁致伸缩合金

尖晶石型铁氧体,石榴石型铁氧体和磁铅石型铁氧体

尖晶石铁氧体:尖晶石铁氧体在低频段下应用极广,在500Hz频率下较其他铁氧体具有更多优点,磁滞损耗低,在相同高磁导率的情况下居里温度较高

石榴石型铁氧体:石榴石型铁氧体的电阻率远高于尖晶石的电阻率,因而比尖晶石型铁氧体具有更广的应用频段围,而且在十二面体座(24c)离子的置换对居里温度影响不大,但却对其他性能如线宽DH,饱和磁化强度Ms等可能会产生显著的改变,因此可以做到在居里温度变化不大的条件下改变Ms,DH等量。

主要用于高频围磁铅石型铁氧体具有单轴磁晶各向异性,在高频和超高频具有广泛应用空间,主要作为超高频软磁材料,微波毫米泼段材料

非晶态材料具有的特征:

(1)结构长程无序,短程有序

(2)不存在位错和晶错,因而作为磁性材料,具有高导磁率和低矫顽力

(3)电阻率比同种晶态材料高,高频场合使用时,材料涡流损耗小

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