《金屬軟磁材料》PPT課件.ppt

《《金屬軟磁材料》PPT課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、金屬軟磁材料（鐵硅系合金鐵硅鋁系合金）材091091555孫冬冬1.軟磁材料2.鐵硅系合金3.鐵硅鋁系合金一.軟磁材料概述軟磁材料-softmgneticmaterial具有低矯頑力和高磁導率的磁性材料。如硅鋼片、純鐵等。特點是易磁化、易去磁且磁滯回線較窄。軟磁材料常用來制作電機、變壓器、電磁鐵等電器的鐵心。軟磁材料易于磁化，廣泛用于電工設(shè)備和電子設(shè)備中。應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。簡史RalphHadfield在英國中部Sheffield市，他父親的鋼鐵廠工作時，注意到一對轉(zhuǎn)動著的齒輪，由于生產(chǎn)上的

2、錯誤，使硅含量過高(超過1.5%)而損壞。經(jīng)過多年的試驗后，W.F.Barrett，W.Brown和B.A.Haffield在1900~1903年間，寫出了揭示硅鐵的重要性的一系列論文。他們指出:加入硅和鋁可有效的降低鐵的磁滯損失并增加導磁率和電阻率。雖然鋁對鐵的影響和硅相似，但因鋁含有氧化物，使鋁鐵不能成為工業(yè)用的重要產(chǎn)品。據(jù)上述的原因，制造者們都競相生產(chǎn)工業(yè)上理想的鐵硅合金。生產(chǎn)工業(yè)用理想的硅鋼制品的能力，是世界電力工業(yè)發(fā)展的重要因素。軟磁材料-應用1.強電流器件的應用，一般在準靜態(tài)或低頻，大電流下使用；如電磁鐵，功率變壓器，電

3、機等的鐵芯。2.弱電流器件的應用，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。軟磁材料-性能由于軟磁材料在不同的情況下使用，因此，根據(jù)不同使用條件，它應具備下面的不同性質(zhì)。在準靜態(tài)或低頻電流下，它應具備的性能為：1.在低磁場下，就能磁化達到它的飽和磁化強度的百分之80-90，即它的起始磁導率要高，而且飽和磁化強度也要高。2.沒有（盡可能?。┚w各向異性。3.磁致神縮常數(shù)要小，避免應力使它產(chǎn)生各向異性；這類大都是金屬或合金軟磁材料。如在交變磁場中使用，軟磁材料的磁滯迴線應盡可能小。因磁損失

4、和磁滯迴線的面積成正比。低頻時，要求軟磁材料有高起始磁導率，高飽和磁化強度和低矯頑力。但在較高頻率使用時，飽和磁化強度高的要求要受限制。在十分高頻使用時，由于渦流損失與頻率的平方成正比，故要求軟磁材料有高電阻是最重要的；大都使用鐵氧體軟磁材料軟磁材料-類別1.純鐵和鐵硅鋼，其矯頑力在2-100奧斯特之間；起始磁導率和飽和磁化強度的乘積等于1.6-2.3（T).2.鐵鈷軟磁合金，其矯頑力在15-100奧斯特之間；起始磁導率和飽和磁化強度的乘積等于1.8-2.4（T).3.鐵鎳合金：其矯頑力在0.5-10奧斯特之間。起始磁導率和飽和磁化

5、強度的乘積等于0.6-1.5（T).4.軟磁鐵氧體，其矯頑力在2-100之間，起始磁導率和飽和磁化強度的乘積等于0.1-0.4（T).上世紀后期出現(xiàn)的非晶和微晶軟磁材料發(fā)展很快。主要因為這類軟磁沒有磁各向異性；而且電阻率高，非晶的矯頑力只有0.1奧斯特，僅為鐵硅鋼的十分之一，磁滯迴線和損失都小。所以發(fā)展很快。而且還在發(fā)展中。二.鐵硅合金鐵硅合金Fe-Sialloy含硅0.5%～4.5%的鐵合金。為硅在鐵中的置換固溶體，屬立方晶系。飽和磁感應強度為1.6～1.9T，鐵損1～8W/kg。除了沖片使用外，常做成薄帶，卷繞成鐵芯。采用冷軋或

6、進而熱處理的方法獲取結(jié)構(gòu)(晶粒定向排列)。電力工業(yè)中用于電機、變壓器等。電子工業(yè)中主要用于電源變壓器、磁放大器等。鐵硅相圖產(chǎn)品規(guī)格①硅鋼片為減少渦流損耗，需將鐵硅合金熱軋成0.35或0.5毫米的片材，沖成一定形狀，疊片使用，因此一般稱為硅鋼片。它在電力工業(yè)中的用量最大，所以也常叫電工鋼。②冷軋鐵硅合金帶，在沿軋制方向形成高斯織構(gòu)，在軋制方向使用時能充分利用其磁性能，降低損耗。根據(jù)使用頻率不同，帶的厚度也不同（一般為0.02—0.2毫米）。實際應用時要將冷軋鐵硅合金帶絕緣，卷繞，最后制成一定形狀（如E形，C形等）的磁芯。鐵硅合金鐵芯電

7、機變壓器電源變壓器磁放大器鐵硅合金的磁性能鐵心損耗隨Si含量上升而下降，其主要原因是可降低磁晶各向異性能，通過高溫退火可消除有害雜質(zhì)和缺陷（因壓縮γ相范圍）以及提高電阻率。在高飽和磁感應強度材料中，Si含量對損耗的影響明顯。鐵硅合金的飽和磁致伸縮系數(shù)λs、電阻率ρ、飽和磁感應強度Bs、磁晶各向異性常數(shù)K1、居里溫度TC等磁性能隨硅質(zhì)量分數(shù)的變化幾種不同混合比例且經(jīng)退火處理的鐵硅混合粉末與商用Fe87Si13混合粉末在不同頻率下的磁導率給出了5.85～8.2GHz頻段鐵硅混合粉末的磁導率。除了Fe87Si13混合粉末之外，其他樣品均為

8、機械混合，并對其進行300℃的退火處理。其中Fe75Si25的磁導率最高，接近于純鐵，而工業(yè)品的Fe87Si13卻很低，這表明鐵硅合金的磁性能與制造工藝也有很大關(guān)系。當Si含量為6.5wt%時，其磁導率高，矯頑力低，磁滯損耗低，電阻率