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软磁材料种类、特点和应用范围

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  软磁材料,指的是当磁化发生在Hc不大于1000A/m,这样的材料称为软磁体。典型的软磁材料,可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。软磁材料(soft magnetic material)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,广泛用于电工设备和电子设备中。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。具有磁滞回线窄而陡,磁化过程接近可逆,磁滞损耗小,高磁导率,低矫顽力的特点。如矽钢片、工业纯铁、纯碳钢等。
  具有低矫顽力的磁性材料,亦称高导磁材料。在电力工业中用于制造电机、变压器等电器设备的铁芯。在电子工业中用于制造各种磁性元件,广泛应用于电视、广播和通信等方面。这类材料具有饱和磁通密度高,磁导率高,磁滞回线呈狭长形、面积小,磁滞损耗小,剩磁及矫顽力小等特性。用于交流场合时要求涡流损耗及磁滞损耗小。常用的有纯铁、低碳钢、硅钢片、坡莫合金、铁氧体等。
  (1)纯铁、低碳钢:磁导率高、加工性能好。但涡流损耗大,只宜用于直流铁芯。
  (2)硅钢片、硅钢带:电阻率高,涡流损耗小。但质脆、加工性能差。片状叠合或卷成环状使用,片间浸绝缘漆或形成氧化层以减小涡流损耗。
  (3)坡莫合金:铁镍合金的统称,具有很高的磁导率。用于精密仪表、记录磁头等或要求体积小的场合。
  (4)铁氧体:以Fe2O3为主要成分,掺合Mn-Zn或Ni-Zn等,用粉末冶金法压制成锰锌铁氧体或镍锌铁氧体,其电阻率高,高频损耗小,前者用于1MHz以下,后者用于微波频率。工作频率越高则其磁导率越低。铁氧体属于亚铁磁性材料,磁导率低于铁磁材料。
  典型的软磁材料,可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。软磁材料可分为金属软磁材料、铁氧体软磁材料和磁介质三大类。其中金属软磁又分为电 磁纯铁、硅钢片、铁镍合金和铁铝合金四类。  

软磁材料主要种类

特点

应用范围

硅钢片

与电工纯铁相比,电阻率增大,铁损减小,磁时效基本消除。但导热系数降低,硬度增大,脆性增大

电机、变压器、继电器、互感器、开关等产品铁芯

电磁纯铁

含碳量在0.04%以下,饱和磁感应强度大,冷加工性好。但电阻率小,铁损大,有磁时效现象

一般用于直流磁场

铁镍合金

与其它软磁材料相比,在弱磁场下,磁导率大,矫顽力小,但对应力比较敏感

频率在1MHz以下,弱磁场中工作的器件

铁铝合金

与铁镍合金相比,电阻率大,重量轻,但磁导率小。随含铝量的增加硬度和脆性加大,塑性变差

弱磁场和强磁场下工作的器件

软磁铁氧体

是金属氧化经陶瓷工艺形成的烧结体,电阻率极大,涡流损耗极小。饱和磁感应强度较小,温度稳定性较差

高频或较高频率范围内,功率不太大的磁性元件

磁介质

由金属软磁材料的粉末经绝缘材料胶合而成,涡流损耗小,稳定性
好,价高
低频或高频范围弱磁场下工作的器件

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