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1、產(chǎn)品技術(shù)中心磁性元件研究報告REPORTNO.PAGE:SUBJECTEARG00—2008003第1頁共23頁主題金屬磁粉芯簡介PREPAREDBYREPORTDATE:林平長2008-02-14目錄第1章磁性材料簡介……………………………………………………………………………………2第2章金屬磁粉芯的歷史…………………………………………………………………………5第3章金屬磁粉芯的特性……………………………………………………………………………6第4章金屬磁粉芯與鐵氧體的比較……………………………………………………………8第5章金屬磁粉芯的損耗模型………………………………………
2、……………………………10第6章金屬磁粉芯的重要制造商…………………………………………………………………15第7章鐵粉芯的老化……………………………………………………………………………………17第8章鐵硅磁粉芯簡介………………………………………………………………………………18第9章節(jié)能時代的鐵硅鋁磁粉芯………………………………………………………………20產(chǎn)品技術(shù)中心磁性元件研究報告REPORTNO.PAGE:SUBJECTEARG00—2008003第2頁共23頁主題金屬磁粉芯簡介PREPAREDBYREPORTDATE:林平長2008-02-14第1章磁性材料簡介1831
3、年，法拉第證實了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的存在。此后，麥克斯韋（Maxwell）通過方程組的揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系。麥克斯韋方程組構(gòu)成了一切電磁感應(yīng)應(yīng)用的數(shù)理基礎(chǔ)，而電磁感應(yīng)這一自然法則，也構(gòu)成了磁性材料實際應(yīng)用之工作機理。磁性材料的應(yīng)用廣泛，從CRT電視到平板電視（LCDTV、PDPTV），從有線模擬通信系統(tǒng)到無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，從傳統(tǒng)電機到音圈電機，從傳統(tǒng)喇叭到高檔音響，無不需要磁性材料。圖1展示了磁性材料經(jīng)典的B-H曲線。通常，磁性材料有以下三大應(yīng)用場合。第一場合，能量形式的轉(zhuǎn)換。發(fā)電裝置采用磁材的目的在于將機械能轉(zhuǎn)換為電能，電機馬達（含VCM電機）和喇叭音響采用磁材的目的在于將
4、電能轉(zhuǎn)換為機械能。在能量轉(zhuǎn)換場合下，多采用永磁材料。第二場合，電流參數(shù)的變換。對于電子類產(chǎn)品而言，不同的電流參數(shù)如電壓、頻率和相位均表征了不同的信號內(nèi)容，故需要進行頻繁的參數(shù)變換。這種變換，多是通過LC振蕩回路實現(xiàn)，L即電感，而軟磁材料即L的主要構(gòu)成部分。這也正是軟磁材料在IT領(lǐng)域得到廣泛運用的原因所在。第三場合，提供強大的恒定磁場。此場合的民用領(lǐng)域主要是MRI核磁共振儀。MRI的基本原理在于利用強大的外加磁場與人體的氫原子產(chǎn)生核磁共振，通過計算機將此核磁共振信號形成人體內(nèi)部組織之形態(tài)圖像，從而達到醫(yī)療診斷的目的。強大的磁場是此應(yīng)用場合的關(guān)鍵，因此，MRI系統(tǒng)通常需要用到數(shù)以
5、噸計的釹鐵硼磁材。通常，可以按圖2、圖3對磁性材料、軟磁材料進行劃分(圖4)。傳統(tǒng)上，認為矯頑力小于1000A/m的材料的磁性是軟的，矯頑力大于1000A/m的材料是硬的。在鎳合金比如坡莫合金中得到的矯頑力可以小到60.4A/m，在某些新近發(fā)現(xiàn)的永磁材料中所觀察到的內(nèi)稟矯頑力通常在1.2×10A/m在右。本文僅對金屬軟磁材料中的金屬磁粉芯做介紹。圖1磁性材料的B-H曲線產(chǎn)品技術(shù)中心磁性元件研究報告REPORTNO.PAGE:SUBJECTEARG00—2008003第3頁共23頁主題金屬磁粉芯簡介PREPAREDBYREPORTDATE:林平長2008-02-14圖2磁性材料
6、家族圖3軟磁材料分類產(chǎn)品技術(shù)中心磁性元件研究報告REPORTNO.PAGE:SUBJECTEARG00—2008003第4頁共23頁主題金屬磁粉芯簡介PREPAREDBYREPORTDATE:林平長2008-02-14（a）（b）圖4材質(zhì)及規(guī)格各異的軟磁材料產(chǎn)品技術(shù)中心磁性元件研究報告REPORTNO.PAGE:SUBJECTEARG00—2008003第5頁共23頁主題金屬磁粉芯簡介PREPAREDBYREPORTDATE:林平長2008-02-14第2章金屬磁粉芯的歷史在鐵氧體磁材出現(xiàn)以前，軟磁均是金屬及其合金，如工業(yè)純鐵、坡莫合金、鐵硅合金、鐵鋁合金、鐵硅-6-9鋁合金
7、等金屬軟磁材料，它們具有高μ、高Bs的特點，但電阻率低（約為10～10Ω·cm）。在高頻下，因渦流損耗隨頻率升高而劇增，無法使用。如果將磁性粉末與絕緣介質(zhì)均勻混合，壓制成磁芯，由于粉粒很小(直徑0.5~5μm)，被非磁性絕緣介質(zhì)隔開，其電阻率比金屬及其合金要大得多，因而渦流損耗小。同時，磁粉芯內(nèi)部形成分布氣隙，在磁化時，這些分布氣隙能夠存儲相當大的能量。磁芯粉磁導率較小但線性度、飽和磁密較高，工作頻率范圍較寬，具體性能取決于粉粒材料的磁導率、粉粒的大小和形狀、粉粒的填充系數(shù)、絕緣介質(zhì)的含量、成型壓力和熱
