磁性材料的分類以及特點(diǎn)

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1、磁性材料的分類以及特點(diǎn)一、帶繞鐵芯????硅鋼片是一種合金,在純鐵中加入少量的硅(一般在4.5%以下)形成的鐵硅系合金稱為硅鋼該類鐵芯具有最高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值為12000高斯;由于它們具有較好的磁電性能,又易于大批生產(chǎn),價(jià)格便宜,機(jī)械應(yīng)力影響小等優(yōu)點(diǎn),在電力電子行業(yè)中獲得極為廣泛的應(yīng)用,如電力變壓器、配電變壓器、電流互感器等鐵芯。是軟磁材料中產(chǎn)量和使用量最大的材料。也是電源變壓器用磁性材料中用量最大的材料。特別是在低頻、大功率下最為適用。常用的有冷軋硅鋼薄板DG3、冷軋無取向電工鋼帶DW、冷軋取向電工鋼帶DQ,適用于各類電子系統(tǒng)、家用電器中的中、小功率低頻變壓器和扼流圈、電抗器、電

2、感器鐵芯,這類合金韌性好,可以沖片、切割等加工,鐵芯有疊片式及卷繞式。但高頻下?lián)p耗急劇增加,一般使用頻率不超過400Hz。從應(yīng)用角度看,對硅鋼的選擇要考慮兩方面的因素:磁性和成本。對小型電機(jī)、電抗器和繼電器,可選純鐵或低硅鋼片;對于大型電機(jī),可選高硅熱軋硅鋼片、單取向或無取向冷軋硅鋼片;對變壓器常選用單取向冷軋硅鋼片。在工頻下使用時(shí),常用帶材的厚度為0.2~0.35毫米;在400Hz下使用時(shí),常選0.1毫米厚度為宜。厚度越薄,價(jià)格越高。2、坡莫合金????坡莫合金常指鐵鎳系合金,鎳含量在30~90%范圍內(nèi)。是應(yīng)用非常廣泛的軟磁合金。通過適當(dāng)?shù)墓に?,可以有效地控制磁性能,比如超過十萬的

3、初始磁導(dǎo)率、超過一百萬的最大磁導(dǎo)率、低到千分之二奧斯特的矯頑力、接近1或接近零的矩形系數(shù),具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)的坡莫合金具有很好的塑性,可以加工成1微米的超薄帶及各種使用形態(tài)。常用的合金有1J50、1J79、1J85等。1J50的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度比硅鋼稍低一些,但磁導(dǎo)率比硅鋼高幾十倍,鐵損也比硅鋼低2~3倍。做成較高頻率(400~8000Hz)的變壓器,空載電流小,適合制作100瓦以下小型較高頻率變壓器。1J79具有好的綜合性能,適用于高頻低電壓變壓器,漏電保護(hù)開關(guān)鐵芯、共模電感鐵芯及電流互感器鐵芯。1J85的初始磁導(dǎo)率可達(dá)十萬以上,適合于作弱信號(hào)的低頻或高頻輸入輸出變壓器、共模電感及

4、高精度電流???????互感器等。其優(yōu)點(diǎn):磁導(dǎo)率很高,損耗很低,高頻性能好,缺點(diǎn)是成本很高。3、非晶及納米晶軟磁合金(AmorphousandNanocrystallinealloys)????硅鋼和坡莫合金軟磁材料都是晶態(tài)材料,原子在三維空間做規(guī)則排列,形成周期性的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),存在著晶粒、晶界、位錯(cuò)、間隙原子、磁晶各向異性等缺陷,對軟磁性能不利。從磁性物理學(xué)上來說,原子不規(guī)則排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)對獲得優(yōu)異軟磁性能是十分理想的。非晶態(tài)金屬與合金是70年代問世的一個(gè)新型材料領(lǐng)域。它的制備技術(shù)完全不同于傳統(tǒng)的方法,而是采用了冷卻速度大約為每秒一百萬度的超急冷凝固技術(shù),從

5、鋼液到薄帶成品一次成型,比一般冷軋金屬薄帶制造工藝減少了許多中間工序,這種新工藝被人們稱之為對傳統(tǒng)冶金工藝的一項(xiàng)革命。由于超急冷凝固,合金凝固時(shí)原子來不及有序排列結(jié)晶,得到的固態(tài)合金是長程無序結(jié)構(gòu),沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在,稱之為非晶合金,被稱為是冶金材料學(xué)的一項(xiàng)革命。這種非晶合金具有許多獨(dú)特的性能,如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強(qiáng)度、硬度和韌性,高的電阻率和機(jī)電耦合性能等。由于它的性能優(yōu)異、工藝簡單,從80年代開始成為國內(nèi)外材料科學(xué)界的研究開發(fā)重點(diǎn)。目前美、日、德國已具有完善的生產(chǎn)規(guī)模,并且大量的非晶合金產(chǎn)品逐漸取代硅鋼和坡莫合金及鐵氧體涌向市場。我國自從70年代開始了非晶

6、態(tài)合金的研究及開發(fā)工作,經(jīng)過“六五”、“七五”、“八五”期間的重大科技攻關(guān)項(xiàng)目的完成,共取得科研成果134項(xiàng),國家發(fā)明獎(jiǎng)2項(xiàng),獲專利16項(xiàng),已有近百個(gè)合金品種。鋼鐵研究總院現(xiàn)具有4條非晶合金帶材生產(chǎn)線、一條非晶合金元器件鐵芯生產(chǎn)線。生產(chǎn)各種定型的鐵基、鐵鎳基、鈷基和納米晶帶材及鐵芯,適用于逆變電源、開關(guān)電源、電源變壓器、漏電保護(hù)器、電感器的鐵芯元件,年產(chǎn)值近2000萬元?!熬盼濉闭诮⑶嵓?jí)鐵基非晶生產(chǎn)線,進(jìn)入國際先進(jìn)水平行列。常用的非晶合金的種類有:鐵基、鐵鎳基、鈷基非晶合金以及鐵基納米晶合金。(1).鐵基非晶合金(Fe-basedamorphousalloys)????鐵基非晶

7、合金是由80%Fe及20%Si,B類金屬元素所構(gòu)成,它具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度(1.54T),鐵基非晶合金與硅鋼的損耗比較其磁導(dǎo)率、激磁電流和鐵損等各方面都優(yōu)于硅鋼片的特點(diǎn),特別是鐵損低(為取向硅鋼片的1/3-1/5),代替硅鋼做配電變壓器可節(jié)能60-70%。鐵基非晶合金的帶材厚度為0.03毫米左右,廣泛應(yīng)用于配電變壓器、大功率開關(guān)電源、脈沖變壓器、磁放大器、中頻變壓器及逆變器鐵芯,適合于10kHz以下頻率使用(2).鐵鎳基鈷基非晶合金(Fe-Nibased-

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