《软磁材料基础知识》word版

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1、二、基本内容概述10.1软磁材料的重要指标重点掌握的几个概念：起始磁导率(μi)、磁损耗(tgδ)、温度稳定性(αm)、减落(D)、磁老化(Ia)、截止频率(fr)。1、起始磁导率(μi)：，是磁中性状态（H＝0，M＝0）下磁导率的极限值，在弱场下使用时，μi是一重要参数。2、磁损耗(tgδ)：，处于交变磁场中的软磁材料由于存在不可逆磁化，使得磁感应强度B滞后于外加交变磁场H，滞后角为δ，从而导致软磁材料在储存能量的同时也会损耗能量，用tgδ来表征这种磁损耗。3、温度稳定性(αm)：，软磁材料的温度稳定性用温度系数表示，定义为由于温度的改变而引起的被测量的相对变化与温度变化之比，最常

2、用的是磁导率的温度系数aµ。在实际应用中，也常用比温度系数aµ/μi来表征软磁材料的温度特性，因为对于某种软磁材料而言，比温度系数u/μi与形状和尺寸无关，是一个常数，希望这个常数越小越好。4、减落(D)：，定义为在磁正常状态化之后，恒定温度下经过一定的时间间隔(t1-t2)，材料磁导率的相对减小。式中m1、m2分别为给定时间间隔开始(t1)和结束(t2)时的磁导率值。5、磁老化(Ia)：，软磁材料的磁性能随时间增长而不断下降，其原因除减落之外，还可能出现由于材料结构变化而引起的不可逆变化，称为磁老化，用老化系数Ia表示。式中m1、m2分别为老化前后测得的磁导率。6、截止频率(fr)

3、：由于软磁材料畴壁共振及自然共振的影响，使软磁材料的m¢值下降为起始值的一半且m²达到峰值时的频率，称为截止频率fr。截止频率fr与材料的组成和显微结构有关，各类软磁材料的截止频率fr不同，其应用频率上限显然与fr有关，fr越高则应用频率的上限越高。 10.2提高起始磁导率的途径1、影响磁导率的因素首先是从磁化的机理（可逆磁畴转动、可逆畴壁位移）分析磁化的动力（饱和磁化强度）和阻力（内应力、参杂、空泡、晶界）。           对于可逆磁畴转动，，对于可逆畴壁位移，，其中，由此可知，磁导率为材料的二级磁参数，不仅与其内禀参数（如Ms、K、λ等）相关，而且与其工艺参数等相关。2、提

4、高磁导率的条件l        必要条件①   Ms要高(µMs2)；②   k1,ls®0;l        充分条件①    原料杂质少，b¯；②    密度要提高(P¯)，即材料晶粒尺寸要大(D)；③    结构要均匀(晶界阻滞¯)；④    消除内应力ls•σ¯；⑤   .气孔¯,另相¯(退磁场¯)。 10.3金属软磁材料10.3.1工业纯铁1、特点纯度在99.8%以上的铁，不含任何故意添加的合金元素。室温性能：Bs=2.15(T)，居里点θf=770℃，μm=20000，ρ=0.1×10-6(Ω.m)。杂质对其性能有较大影响2、应用作金属磁性材料的重要原料；在直流磁场中，

5、作为恒定磁场中的磁导体。如作磁极和磁屏蔽。3、分类10.3.2铁硅合金铁硅合金，通常又称为硅钢片、电工钢。在变压器、电动机、和发电机等电力设备和通信设备中，它是最重要的铁芯材料，在国民经济中占有重要的地位。1、硅对合金性能的影响①硅的加入可以降低铁硅合金的磁晶各向异性常数，同时随着硅含量的增大，饱和磁致伸缩系数可以逐渐趋于零。这对提高磁导率和降低矫顽力是有利的②添加硅可以提高合金的电阻率。这对降低涡流损耗特别重要。③    饱和磁感应强度和居里温度均随含硅量的增加而下降。④   硬度增加、延伸率、冲击韧性下降。加工困难。⑤   铁硅合金的密度随含硅量增大而下降，制成铁芯后，对减轻变压

6、器和电机的重量有利。⑥    硅促进钢中碳的石墨化，退火时钢的脱碳倾向增加，同时还可以与钢中的O2合成SiO2，使钢脱氧。这样可使损耗下降，磁性能改善，而且避免碳和氧所引起的老化现象。⑦   硅钢的磁性对温度、振动及应力等敏感性较少，具有较高的稳定性。2、硅钢片的退火3、硅钢片的制备 10.3.3铁镍合金(permalloy)含Ni为30%~90%的铁-镍系软磁合金一般统称为坡莫合金（或叵姆合金）。1、特点与分类2、铁镍合金相图l        含镍量从30%到100%的镍铁合金在室温下是由单一的面心立方结构的γ相组成。l        在合金含量小于30%时，γ相在较低温度下可通过

7、马氏体相变转变为体心立方的α相，这种结构转变有明显的热滞现象，即升温时的α→γ转变a温度和降温时γ→α的转变温度不重合。两相区难以确定。l        在相当于FeNi3、FeNi、Fe3Ni成分处会发生有序和无序相转变。有序化转变温度在506℃3、合金成分对电磁性能的影响l        电阻率的最大值出现在含Ni量30~40%的范围。在纯金属中加入杂质元素后，由于电子运动的自由程缩短，电阻率必然增加。加入的杂质元素愈多，则电阻率值愈高。对铁镍合金而言