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1、金屬軟磁粉芯及其應(yīng)用設(shè)計(jì)中國(guó)武漢武漢浩源磁材科技發(fā)展有限公司陳一平郵編：430035內(nèi)容提要：文章對(duì)金屬軟磁粉芯及其主要特性作了簡(jiǎn)明的敘述，并著重對(duì)金屬軟磁粉芯的應(yīng)用及應(yīng)用設(shè)計(jì)的方法、步驟進(jìn)行了較為具體的描述，并以具體的實(shí)例進(jìn)行了說(shuō)明。鑒于全國(guó)各地許多設(shè)計(jì)人員經(jīng)常向我詢問(wèn)這方面的問(wèn)題，有的則干脆要我?guī)退麄冞M(jìn)行選材和設(shè)計(jì)計(jì)算，故以此文章希望能對(duì)廣大科技工作者有所幫助。關(guān)鍵詞：金屬軟磁粉芯一、金屬軟磁粉芯概述在當(dāng)今世界上各種科技領(lǐng)域中，廣泛使用的軟磁材料有四大類(lèi)別：金屬軟磁材料、鐵氧體軟磁材料、非晶微晶軟磁材料和金
2、屬軟磁粉芯。所謂軟磁材料是相對(duì)于硬磁或者永磁材料而言的，所有的磁性材料都有一個(gè)共同的特性，就是具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。硬磁材料由于具有高的飽和磁感而具有高的磁能積；而軟磁材料由于具有高的飽和磁感因而具有高的導(dǎo)磁率。所不同的是硬磁材料被感應(yīng)磁化了后，由于喬頑力大磁性不能消失，所以更確切的稱之為永磁材料。軟磁材料和永磁材料的區(qū)別就是其喬頑力極小，也就是說(shuō)當(dāng)你給它一個(gè)磁化場(chǎng)時(shí)，由于磁感應(yīng)被磁化了具有磁性能。而當(dāng)磁化場(chǎng)被去掉時(shí)，其磁性能消失不具備有磁性，這就是我們所說(shuō)的軟磁特性。所有的軟磁材料的另一共同特性，就是具有磁
3、電轉(zhuǎn)換的特殊功能。正是由于這一特性，使得軟磁材料在各個(gè)科技領(lǐng)域得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。金屬軟磁粉芯是一種軟磁材料，它是用金屬或合金軟磁材料制成的粉末，通過(guò)特殊的工藝生產(chǎn)出來(lái)的一種磁芯。對(duì)于金屬軟磁粉芯的稱呼，目前還是較為混亂不確切的：如稱為粉芯，鐵粉芯、磁粉芯、金屬磁粉芯……。粉芯或磁粉芯顧名思義即為磁性粉末做的磁芯。釹鐵硼是以合金粉末生產(chǎn)的磁芯，但它是永磁材料。同樣，軟磁鐵氧體和硬磁鐵氧體也都是磁性粉末生產(chǎn)的磁芯，如果簡(jiǎn)單的把金屬軟磁粉芯看作是磁性粉末做的磁性材料的話，這些材料都可以歸作一類(lèi)，稱作粉芯或磁粉芯。
4、同樣，金屬磁粉芯的稱呼也是不確切的，因?yàn)殇X鎳鈷合金等永磁材料都可以制成粉末磁芯。所以，我把它定義為金屬軟磁粉芯。這樣稱呼既確切、明確指明了它的軟磁特性，又不易與其他材料相混淆。金屬軟磁粉芯目前主要包括鐵粉芯、鐵硅鋁磁粉芯、高通量磁粉芯和鉬坡莫磁粉芯四大系列。鐵粉芯（ironcores）是用高純鐵粉或羥基鐵粉經(jīng)配料、壓制、涂覆生產(chǎn)的磁芯。由于生產(chǎn)工藝較其他幾種簡(jiǎn)單，原材料最便宜，且具有較好的磁性能，是四大系列金屬軟磁粉芯中使用量最大、最為廣泛的一種。從μe10的－2材質(zhì)鐵粉芯到μe75的－26、－52等各種材質(zhì)的
5、鐵粉芯，適用于各種不同的使用場(chǎng)合。還有用鐵氧體摻入適量做的復(fù)合鐵粉芯，具有較高的導(dǎo)磁率，在某些使用場(chǎng)合可以彌補(bǔ)鐵粉芯導(dǎo)磁率較低的缺陷。鐵硅鋁磁粉芯（sendustcores）是用含鋁5.4％、硅9.6％、其余為鐵的合金制成的粉末生產(chǎn)出來(lái)的一種金屬軟磁粉芯。鐵硅鋁合金是二十世紀(jì)三十年代，由日本人增本亮和山本宏二人發(fā)明的。其發(fā)明地在日本仙臺(tái)縣，故又稱為Sendust合金，它是一種較好的軟磁材料。但由于其性能又硬又脆，無(wú)法加工，故作為一種金屬軟磁材料，它遠(yuǎn)不及各種坡莫合金那樣使用廣泛。鐵硅鋁磁粉芯開(kāi)始由于其成型性能較
6、差，使用并不多。近年由于鎳價(jià)的飛漲，使得鐵硅鋁磁粉芯性價(jià)比優(yōu)良這一特性突出出來(lái)，從而使其用量迅速超過(guò)了MPP磁粉芯，成為目前三種合金系列的軟磁粉芯中使用量最大、最為廣泛的一種。μe10～μe147各種性能檔的鐵硅鋁磁粉芯，凡是能取代MPP等的地方，就都可改用鐵硅鋁磁粉芯了。由于需求量大增，反過(guò)來(lái)又促使其生產(chǎn)工藝技術(shù)的改進(jìn)及產(chǎn)品質(zhì)量的提高。高通量磁粉芯（highfluxcores）是以NiFe50坡莫合金制成的粉末生產(chǎn)的，其最大特點(diǎn)是具有高的飽和磁通密度，可高達(dá)1300mT以上，導(dǎo)磁率從μe10～μe160的各種
7、性能檔磁芯都比其他兩種合金系列的飽和值要高。由于這一特點(diǎn)，也使得在某些使用場(chǎng)合就非得用它不可了。鉬坡莫磁粉芯（M.P.Pcores）是用Ni81Mo2坡莫合金粉末生產(chǎn)的一種金屬軟磁粉芯。在四大系列金屬軟磁粉芯中，又以鉬坡莫磁粉芯的綜合性能為最好。其導(dǎo)磁率可高達(dá)μe500以上。它是最具優(yōu)良特性的金屬軟磁粉芯的典型代表。因此在三種合金系列產(chǎn)品中，它是最早獲得廣泛應(yīng)用的。特別是在國(guó)防、軍工產(chǎn)品和高科技產(chǎn)品上，要求比較好的材料時(shí)都會(huì)選用鉬坡莫磁粉芯。除了上述四大系列的軟磁粉芯外，近年鐵硅系列及非晶微晶系列的金屬軟磁粉芯
8、也在逐步擴(kuò)大使用。金屬軟磁粉芯主要以環(huán)形磁芯使用，從Φ第10頁(yè)，共10頁(yè)3.6～77.8mm的各種常用規(guī)格，在國(guó)際上已形成通用標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸。鐵粉芯最大規(guī)格達(dá)Φ130mm。為了增大容量可以數(shù)只磁芯疊繞使用。除環(huán)形磁芯外，各種U型和E型的金屬軟磁粉芯在國(guó)內(nèi)外也形成了標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一規(guī)格。二、金屬軟磁粉芯的一般特性我們說(shuō)過(guò)，每種新材料的出現(xiàn)，它都具有一些新的獨(dú)特的優(yōu)良特性。在軟磁材料領(lǐng)域中，從金
