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1、純鐵、低碳鋼:磁導(dǎo)率高、加工性能好。但渦流損耗大,只宜用于直流鐵芯。

2、硅鋼片、硅鋼帶:電阻率高,渦流損耗小。但質(zhì)脆、加工性能差。片狀疊合或卷成環(huán)狀使用,片間浸絕緣漆或形成氧化層以減小渦流損耗。

3、坡莫合金:鐵鎳合金的統(tǒng)稱,具有很高的磁導(dǎo)率。用于精密儀表、記錄磁頭等或要求體積小的場合。

4、鐵氧體:以Fe2O3為主要成分,摻合Mn-Zn或Ni-Zn等,用粉末冶金法壓制成錳鋅鐵氧體或鎳鋅鐵氧體,其電阻率高,高頻損耗小,前者用于1MHz以下,后者用于微波頻率。工作頻率越高則其磁導(dǎo)率越低。鐵氧體屬于亞鐵磁性材料,磁導(dǎo)率低于鐵磁材料。

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。

軟磁材料主要特點:軟磁材料(soft magnetic material)具有低矯頑力和高磁導(dǎo)率的磁性材料。軟磁材料易于磁化,也易于退磁,廣泛用于電工設(shè)備和電子設(shè)備中。應(yīng)用最多的軟磁材料是鐵硅合金(硅鋼片)以及各種軟磁鐵氧體等 。

軟磁材料的種類、特點和應(yīng)用范圍如下表。

軟磁材料種類、特點和應(yīng)用范圍

到20世紀(jì)初,研制出了硅鋼片代替低碳鋼,提高了變壓器的效率,降低了損耗。直至現(xiàn)在硅鋼片在電力工業(yè)用軟磁材料中仍居首位。

到20年代,無線電技術(shù)的興起,促進了高導(dǎo)磁材料的發(fā)展,出現(xiàn)了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。

從40年代到60年代,是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時期,雷達、電視廣播、集成電路的發(fā)明等,對軟磁材料的要求也更高,生產(chǎn)出了軟磁合金薄帶及軟磁鐵氧體材料。

進入70年代,隨著電訊、自動控制、計算機等行業(yè)的發(fā)展,研制出了磁頭用軟磁合金,除了傳統(tǒng)的晶態(tài)軟磁合金外,又興起了另一類材料——非晶態(tài)軟磁合金。

對功率鐵氧體材料的主要要求是:較高的磁導(dǎo)率(mi2000)、高的居里溫度(Tc)、高表觀密度(d)、高飽和磁感應(yīng)強度(Bs)和高頻下的超低磁芯損耗(PC)。對高磁導(dǎo)率鐵氧體材料的主要要求是:高的磁導(dǎo)率(mi12000)、高表觀密度(d)、高頻低場下低的磁芯損耗(tand/mi)和優(yōu)良的頻率擴展特性(f-L)。對鐵氧體磁芯元件本身的主要要求是:最佳的電磁性能及性能的一致性、精確的機械尺寸及足夠的機械強度和良好的工藝質(zhì)量(包括外觀質(zhì)量和外形缺陷等)。

縱觀近幾年各國軟磁鐵氧體生產(chǎn)量的變化可以看出,世界軟磁鐵氧體的生產(chǎn)格局已經(jīng)發(fā)生了很大變化。今后幾年,日本、美國和西歐各國的軟磁鐵氧體生產(chǎn)雖然將繼續(xù)保持負增長,但為充分利用亞太地區(qū)廉價的勞動力資源和原材料資源,這些國家的一些企業(yè),如:PhiliPS、Siemens、TDK、TOKIN、FDK、日立、川鐵等在該地區(qū)(主要集中在中國大陸、臺灣,印度以及東南亞各國)建立的鐵氧體工廠(主要生產(chǎn)MnZn 鐵氧體)的產(chǎn)量卻不斷增加,并且,這些企業(yè)向亞洲轉(zhuǎn)移其生產(chǎn)工廠的趨勢也正在加劇。發(fā)達國家鐵氧體工廠的大量涌入,勢必將會進一步加劇該地區(qū)在軟磁鐵氧體生產(chǎn)上的競爭。

總之,軟磁材料今后仍將沿著高 Bs、高m、高Tc、低Pc、低Hc 和高頻化、小型化、薄型化方向發(fā)展,以滿足磁性元件的日益薄膜化和小型化,甚至集成化的趨勢。

在今后10 年內(nèi),軟磁鐵氧體材料重點要發(fā)展高頻低功耗、高磁導(dǎo)率材料和片式化的表面貼裝元件;在非晶軟磁合金和磁記錄材料及高頻軟磁合金方面則重點發(fā)展納米材料。

在軟磁材料的發(fā)展過程中,20 世紀(jì)30 年代前為金屬軟磁的一統(tǒng)天下,五六十年代為軟磁鐵氧體的黃金時代;自從70 年代初開發(fā)成功非晶態(tài)軟磁合金,80 年代末期開發(fā)成功納米晶軟磁材料以來,相繼又發(fā)現(xiàn)了許多高起始磁導(dǎo)率和低矯頑力的納米晶軟磁材料,近年來又開發(fā)了許多高頻特性優(yōu)良的納米顆粒結(jié)構(gòu)的軟磁材料。

90 年代以來,納米結(jié)構(gòu)的金屬磁性材料的崛起,已經(jīng)成為軟磁鐵氧體有力的競爭者。目前傳統(tǒng)的鐵氧體軟磁材料正朝著提高綜合性能指標(biāo)的方向發(fā)展。