《磁性材料》PPT課件.ppt

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1、磁性材料一.簡介二.軟磁材料1.組織結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系2.軟磁材料及其工程應(yīng)用三.硬磁材料1.組織結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系2.硬磁材料及其應(yīng)用四.發(fā)展現(xiàn)狀與展望變壓器實(shí)驗(yàn)表明，任何物質(zhì)在外磁場中都能夠或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。根據(jù)物質(zhì)在外磁場中表現(xiàn)出的特性，物質(zhì)可分為五類：順磁性物質(zhì)，抗磁性物質(zhì)，鐵磁性物質(zhì)，亞鐵磁性物質(zhì)，反磁性物質(zhì)。磁性材料按矯頑力的大小（磁化后去磁的難易程度）可分為硬磁材料和軟磁材料兩種。一.簡介磁性橄欖球永磁材料司南二.軟磁材料軟磁材料的特點(diǎn)是高的磁導(dǎo)率，低的矯頑力（一般Hc<100A/m）和低鐵芯損耗。軟磁

2、材料——鐵粉芯1.組織結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系1）.通過提高材料的均勻性來降低矯頑力。2）.通過降低磁各向異性來提高磁導(dǎo)率，降低鐵芯損耗。2.軟磁材料及其工程應(yīng)用軟磁材料大概分類為：純鐵和碳鋼，鎳-鐵合金，磁性陶瓷材料，非晶態(tài)合金，納米晶軟磁材料。總的來說有兩大方面的應(yīng)用：1.強(qiáng)電流器件的應(yīng)用，一般在準(zhǔn)靜態(tài)或低頻，大電流下使用；如電磁鐵，功率變壓器，電機(jī)等的鐵芯。2.弱電流器件的應(yīng)用，一般在頻率較高，弱電流下使用。如通訊設(shè)備中接收天線線圈的磁芯，電子線路中的小變壓器鐵芯等。電機(jī)定子鐵芯變壓器鐵芯三.硬磁材料硬磁材料又稱永磁材料，是指被外磁場磁

3、化后，去掉外磁場后仍能保持著較強(qiáng)的剩磁的材料。1.組織結(jié)構(gòu)與磁性能關(guān)系1）性能指標(biāo)：.矯頑力Hc，剩磁Br，最大磁能積(BH)m，居里溫度Tc，剩余磁化強(qiáng)度Mr。2）硬磁材料的4大特性：高的矯頑力，高的剩余磁通密度和高的剩余磁化強(qiáng)度，高的最大磁能積，高的穩(wěn)定性。硬磁材料2.硬磁材料及其應(yīng)用(1)稀土硬磁材料：這是當(dāng)前最大磁能積最高的一大類硬磁材料，為稀土族元素和鐵族元素為主要成分的金屬互化物(又稱金屬間化合物)。如釹鐵硼稀土合金硬磁材料。(2)金屬硬磁材料：這是一大類發(fā)展和應(yīng)用都較早的以鐵和鐵族元素(如鎳、鈷等)為重要組元的合金型硬

4、磁材料，主要有鋁鎳鈷(AlNiCo)系和鐵鉻鈷(FeCrCo)系兩大類硬磁合金。(3)鐵氧體硬磁材料：這是以Fe2O3為主要組元的復(fù)合氧化物強(qiáng)磁材料(狹義)和磁有序材料如反鐵磁材料(廣義)。其特點(diǎn)是電阻率高，特別有利于在高頻和微波應(yīng)用。如鋇鐵氧體(BaFe12O19)和鍶鐵氧體(SrFe12O19)等都有很多應(yīng)用。稀土永磁鐵面向汽車應(yīng)用磁閥四.發(fā)展現(xiàn)狀與展望未來1.硬磁材料，目前應(yīng)用最為廣泛的還是釹鐵硼強(qiáng)磁和鐵氧體磁鐵。釹鐵硼磁性材料是釹，氧化鐵等的合金，又稱磁鋼。是稀土永磁材料發(fā)展的最新結(jié)果，釹鐵硼具有極高的磁能積，矯頑力和高能量

5、密度。在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術(shù)中獲得了廣泛應(yīng)用，從而使儀器儀表、電聲電機(jī)、磁選磁化等設(shè)備的小型化、輕量化、薄型化成為可能。鐵氧體磁鐵采用粉末冶金方法生產(chǎn)、剩磁較低，回復(fù)磁導(dǎo)磁率小。矯頑力較大，抗去磁能力較強(qiáng)，特別適宜于用作動(dòng)態(tài)工作條件的磁路結(jié)構(gòu)。主要原材料是氧化物，故不易腐蝕。工作溫度：-40℃至+200℃。釹鐵硼鐵氧體2.相對(duì)而言，軟磁材料較硬磁材料的應(yīng)用范圍更加廣泛。軟磁材料的應(yīng)用類型：1)磁粉芯：鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、高磁通量粉芯、坡莫合金粉芯、鐵氧體磁芯。2)帶繞鐵芯：硅鋼片、坡莫合金、非晶及納米晶合金。3)常用軟磁磁芯磁粉芯是由

6、鐵磁性粉粒與絕緣介質(zhì)混合壓制而成的一種軟磁材料。由于鐵磁性顆粒很小（高頻下使用的為0.5～5微米），又被非磁性電絕緣膜物質(zhì)隔開，因此，一方面可以隔絕渦流，材料適用于較高頻率；另一方面由于顆粒之間的間隙效應(yīng)，導(dǎo)致材料具有低導(dǎo)磁率及恒導(dǎo)磁特性；又由于顆粒尺寸小，基本上不發(fā)生集膚現(xiàn)象，磁導(dǎo)率隨頻率的變化也就較為穩(wěn)定。主要用于高頻電感。磁粉芯的磁電性能主要取決于粉粒材料的導(dǎo)磁率、粉粒的大小和形狀、它們的填充系數(shù)、絕緣介質(zhì)的含量、成型壓力及熱處理工藝等。常用的磁粉芯有鐵粉芯、坡莫合金粉芯及鐵硅鋁粉芯三種。鐵粉芯鐵粉芯是磁性材料四氧化三鐵的通俗

7、說法，主要應(yīng)用于電器回路中解決電磁兼容性（EMC）問題。即用來消除電器回路中由于各種不同原因產(chǎn)生的雜波，輻射。如下圖是由鐵粉芯制成的磁環(huán)，當(dāng)一定波段的雜波通過磁環(huán)時(shí)，磁環(huán)的電磁特性導(dǎo)致這一波段的電流被轉(zhuǎn)化為磁力以及部分熱量從而被消耗掉。來達(dá)到降低雜波的目的。鐵粉芯磁環(huán)鐵硅鋁粉芯鐵硅鋁粉芯由9%Al、5%Si,85%Fe粉構(gòu)成。主要是用來替代鐵粉芯。與鐵粉芯相比，鐵硅鋁在高溫下的表現(xiàn)較好，在一些應(yīng)用中，使用鐵硅鋁也比用鐵粉芯尺寸更小。在必須通過大型交流電壓，而不產(chǎn)生飽和的噪音濾波電感器中，非常適合使用鐵硅鋁磁芯。采用鐵硅鋁磁芯可縮小在

8、線濾波器的尺寸，因?yàn)樾枰脑褦?shù)比使用鐵氧體少。鐵硅鋁還具有接近零的磁致伸縮系數(shù)，也就是說，在可聽頻率范圍內(nèi)噪音或在線電流的糙作中非常安靜。高磁通密度和低磁芯損耗的特性，使鐵硅鋁磁芯非常適用于功率因數(shù)校正電路，以及單向驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用，如回掃