概述：磁性是物質(zhì)的基本屬性之一。磁性現象是與各種形式的電荷運動(dòng)相關(guān)聯(lián)的，由于物質(zhì)內部的電子運動(dòng)和自旋會(huì )產(chǎn)生一定大小的磁場(chǎng)，因而產(chǎn)生磁性。一切物質(zhì)都具有磁性。自然界的按磁性的不同可以分為順磁性物質(zhì)，抗磁性物質(zhì)，鐵磁性物質(zhì)，反鐵磁性物質(zhì)，以及亞鐵磁性物質(zhì)，其中鐵磁性物質(zhì)和亞鐵磁性物質(zhì)屬于強磁性物質(zhì)，通常將這兩類(lèi)物質(zhì)統稱(chēng)為磁性材料。
磁性材料的分類(lèi)，性能特點(diǎn)和用途： 1 鐵氧體磁性材料，一般是指氧化鐵和其他金屬氧化物的符合氧化物。他們大多具有亞鐵磁性。 特點(diǎn)：電阻率遠比金屬高，約為1-10（12次方）歐/厘米，因此渦損和趨膚效應小，適于高頻使用。飽和磁化強度低，不適合高磁密度場(chǎng)合使用。居里溫度比較低。 2 鐵磁性材料：指具有鐵磁性的材料。例如鐵鎳鈷及其合金， 某些稀土元素的合金。在居里溫度以下，加外磁時(shí)材料具有較大的磁化強度。 3 亞鐵磁性材料：指具有亞鐵磁性的材料，例如各種鐵氧體，在奈爾溫度以下，加外磁時(shí)材料具有較大的磁化強度。 4 永磁材料：磁體被磁化厚去除外磁場(chǎng)仍具有較強的磁性，特點(diǎn)是矯頑力高和磁能積大�？煞譃槿�(lèi)，金屬永磁，例，鋁鎳鈷，稀土鈷，銣鐵硼等。
鐵氧體永磁，例，鋇鐵氧體，鍶鐵氧體，其他永磁，如塑料等。 5 軟磁材料：容易磁化和退磁的材料。錳鋅鐵氧體軟磁材料，其工作頻率在1K-10M之間。鎳鋅鐵氧體軟磁材料，工作頻率一般在1-300MHZ 6 金屬軟磁材料：同鐵氧體相比具有高飽和磁感應強度和低的矯頑力，例如工程純鐵， 鐵鋁合金， 鐵鈷合金，鐵鎳合金等，常用于變壓器等。 7 損耗角正切：他是串聯(lián)復數磁導率的虛數部分與實(shí)數部分的比值，其物理意義為磁性材料在交變磁場(chǎng)的每周期中，損耗能量與儲存能量的2派之比。 8 比損耗角正切：這是材料的損耗角正切與起始導磁率的比值。 9 溫度系數：在兩個(gè)給定溫度之間，被測的變化量除以溫度變化量。 10 磁導率的比溫度系數：磁導率的溫度系數與磁導率的比值。 11 居里溫度：在此溫度上， 自發(fā)磁化強度為零， 即鐵磁性材料（或亞磁性材料）由鐵磁狀態(tài)（或亞鐵磁狀態(tài)）轉變?yōu)轫槾艩顟B(tài)的臨界溫度。 |
術(shù)語(yǔ)：
1 飽和磁感應強度：(飽和磁通密度)磁性體被磁化到飽和狀態(tài)時(shí)的磁感應強度。在實(shí)際應用中， 飽和磁感應強度往往是指某一指定磁場(chǎng)（基本上達到磁飽和時(shí)的磁場(chǎng)）下的磁感應強度。
2 剩磁感應強度：從磁性體的飽和狀態(tài)，把磁場(chǎng)（包括自退磁場(chǎng)）單調的減小到0的磁感應強度。
3 磁通密度矯頑力， 他是從磁性體的飽和磁化狀態(tài)，沿飽和磁滯回線(xiàn)單調改變磁場(chǎng)強度， 使磁感應強度B減小到0時(shí)的磁感應強度。
4 內稟矯頑力：從磁性體的飽和磁化狀態(tài)使磁化強度M減小到0的磁場(chǎng)強度。
5 磁能積：在永磁體的退磁曲線(xiàn)上的任意點(diǎn)的磁感應強度和磁場(chǎng)強度的乘積。
6 起始磁導率：磁性體在磁中性狀態(tài)下磁導率的極限值。
磁性材料的命名方法：
由4部分組成:
1 材料類(lèi)別：以漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母表示，R—軟磁，Y—永磁， X ---旋磁，J---矩磁，A---壓磁。
2 材料的性能，用數字表示。3 材料的特征以漢語(yǔ)拼音表示。 4 序號。
第三部分的特征代號：（僅限于軟磁材料）Q—高Q B—高BS U—寬溫度范圍 X—小溫度系數 H—低磁滯損耗F—高使用頻率 D—高密度 T—高居里溫度 Z—正小溫度系數。
鐵氧體零件的命名方法：
1 零件的用途和形狀，以拼音或英文表示。
2 區別第一部分相同而形狀不同的零件，以漢語(yǔ)拼音字母表示。
3 零件的規格，以零件的特征尺寸或序號表示。
4 材料牌號， 零件的等級或使用范圍。
常用磁環(huán)的實(shí)測數據：
在以下測試中，均以401ALCR測試儀SER/1KHZ檔常溫測試， 以0.1*15芯 30cm導線(xiàn)平繞3圈測得值。 各取樣本10個(gè)取平均值，可供參考。
30*18*12磁環(huán)：
電感量平均值為：99.5mh 最大正誤差：+25%最大負誤差：-36.5%Q平均值為：19.8 最大正誤差：+22%最大負誤差：-27.5%
48*28*12鐵環(huán)：
電感量平均值為：584uh 最大正誤差：+10%最大負誤差：-17%Q平均值為：0.633 最大正誤差：+10%最大負誤差：-10.4%
58*38*12鐵環(huán)：
電感量平均值為：381uh 最大正誤差：+11%最大負誤差：-14.7%Q平均值為：0.714 最大正誤差：+11%最大負誤差：-8.8%
磁環(huán)工藝特性試驗：
在本例試驗中采用58*38*12鐵環(huán)10 個(gè)批量跟蹤試驗的方法，求出磁環(huán)在浸漆，高溫，等情況下對性能的影響。（0.15*15 3扎，ser/1khz ）
1 浸漆前：時(shí)間：10：00 電感平均值：381.23uh Q平均值：0.7142
2 浸漆后：時(shí)間：14：00電感平均值：391.99uh Q平均值：0.7071
3 高溫65度：時(shí)間：15：30電感平均值：393.21uh Q平均值：0.7024
4 復測：時(shí)間：16：40電感平均值：392.64uh Q平均值：0.7067
總結：
浸漆后H值上升2.8% Q值下降0.99%
在高溫下H值繼續上升0.3% Q下降0.66%
復測穩定性為：H值繼續上升0.02% Q下降0.05%
磁性材料的基本特性
1. 磁性材料的磁化曲線(xiàn)
磁性材料是由鐵磁性物質(zhì)或亞鐵磁性物質(zhì)組成的，在外加磁場(chǎng)H 作用下，必有相應的磁化強度M 或磁感應強度B，它們隨磁場(chǎng)強度H 的變化曲線(xiàn)稱(chēng)為磁化曲線(xiàn)（M～H或B～H曲線(xiàn)）。磁化曲線(xiàn)一般來(lái)說(shuō)是非線(xiàn)性的，具有2個(gè)特點(diǎn)：磁飽和現象及磁滯現象。即當磁場(chǎng)強度H足夠大時(shí)，磁化強度M達到一個(gè)確定的飽和值Ms，繼續增大H，Ms保持不變；以及當材料的M值達到飽和后，外磁場(chǎng)H降低為零時(shí)，M并不恢復為零，而是沿MsMr曲線(xiàn)變化。材料的工作狀態(tài)相當于M～H曲線(xiàn)或B～H曲線(xiàn)上的某一點(diǎn)，該點(diǎn)常稱(chēng)為工作點(diǎn)。
2. 軟磁材料的常用磁性能參數
飽和磁感應強度Bs：其大小取決于材料的成分，它所對應的物理狀態(tài)是材料內部的磁化矢量整齊排列。
剩余磁感應強度Br：是磁滯回線(xiàn)上的特征參數，H回到0時(shí)的B值。
矩形比：Br∕Bs
矯頑力Hc：是表示材料磁化難易程度的量，取決于材料的成分及缺陷（雜質(zhì)、應力等）。
磁導率μ：是磁滯回線(xiàn)上任何點(diǎn)所對應的B與H的比值，與器件工作狀態(tài)密切相關(guān)。
初始磁導率μi、最大磁導率μm、微分磁導率μd、振幅磁導率μa、有效磁導率μe、脈沖磁導率μp。
居里溫度Tc：鐵磁物質(zhì)的磁化強度隨溫度升高而下降，達到某一溫度時(shí)，自發(fā)磁化消失，轉變?yōu)轫槾判�，該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。
損耗P：磁滯損耗Ph及渦流損耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ 降低， 磁滯損耗Ph的方法是降低矯頑力Hc；降低渦流損耗Pe 的方法是減薄磁性材料的厚度t 及提高材料的電阻率ρ。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關(guān)系為： 總功率耗散（mW）/表面積（cm2）
3. 軟磁材料的磁性參數與器件的電氣參數之間的轉換
在設計軟磁器件時(shí)，首先要根據電路的要求確定器件的電壓～電流特性。器件的電壓～電流特性與磁芯的幾何形狀及磁化狀態(tài)密切相關(guān)。設計者必須熟悉材料的磁化過(guò)程并拿握材料的磁性參數與器件電氣參數的轉換關(guān)系。設計軟磁器件通常包括三個(gè)步驟：正確選用磁性材料；合理確定磁芯的幾何形狀及尺寸；根據磁性參數要求，模擬磁芯的工作狀態(tài)得到相應的電氣參數。
磁性材料是一種重要的電子材料。早期的磁性材料主要采用金屬及合金系統，隨著(zhù)生產(chǎn)的發(fā)展，在電力工業(yè)、電訊工程及高頻無(wú)線(xiàn)電技術(shù)等方面，迫切要求提供一種具有很高電阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁鐵礦及其他具有磁性的氧化物的基礎上，研制出了一種新型磁性材料——鐵氧體。鐵氧體屬于氧化物系統的磁性材料，是以氧化鐵和其他鐵族元素或稀土元素氧化物為主要成分的復合氧化物，可用于制造能量轉換、傳輸和信息存儲的各種功能器件。
鐵氧體磁性材料按其晶體結構可分為：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型（R3Fe5O12）；磁鉛石型（MFe12O19）；鈣鈦礦型（MFeO3）。其中M指離子半徑與Fe2＋相近的二價(jià)金屬離子，R為稀土元素。按鐵氧體的用途不同，又可分為軟磁、硬磁、矩磁和壓磁等幾類(lèi)。
軟磁材料是指在較弱的磁場(chǎng)下，易磁化也易退磁的一種鐵氧體材料。有實(shí)用價(jià)值的軟磁鐵氧體主要是錳鋅鐵氧體Mn－ZnFe2O4和鎳鋅鐵氧體Ni－ZnFeO4。軟磁鐵氧體的晶體結構一般都是立方晶系尖晶石型，這是目前各種鐵氧體中用途較廣，數量較大，品種較多，產(chǎn)值較高的一種材料。主要用作各種電感元件，如濾波器、變壓器及天線(xiàn)的磁性和磁帶錄音、錄像的磁頭。
硬磁材料是指磁化后不易退磁而能長(cháng)期保留磁性的一種鐵氧體材料，也稱(chēng)為永磁材料或恒磁材料。硬磁鐵氧體的晶體結構大致是六角晶系磁鉛石型，其典型代表是鋇鐵氧體BaFe12O19。這種材料性能較好，成本較低，不僅可用作電訊器件如錄音器、電話(huà)機及各種儀表的磁鐵，而已在醫學(xué)、生物和印刷顯示等方面也得到了應用。
鎂錳鐵氧體Mg－MnFe3O4，鎳鋼鐵氧體Ni－CuFe2O4及稀土石榴型鐵氧體3Me2O3•5Fe2O3（Me為三價(jià)稀土金屬離子，如Y3＋、Sm3＋、Gd3＋等）是主要的旋磁鐵氧體材料。磁性材料的旋磁性是指在兩個(gè)互相垂直的直流磁場(chǎng)和電磁波磁場(chǎng)的作用下，電磁波在材料內部按一定方向的傳播過(guò)程中，其偏振面會(huì )不斷繞傳播方向旋轉的現象。旋磁現象實(shí)際應用在微波波段，因此，旋磁鐵氧體材料也稱(chēng)為微波鐵氧體。主要用于雷達、通訊、導航、遙測、遙控等電子設備中。
重要的矩磁材料有錳鋅鐵氧體和溫度特性穩定的Li－Ni－Zn鐵氧體、Li－Mn－Zn鐵氧體。矩磁材料具有辨別物理狀態(tài)的特性，如電子計算機的“1”和“0”兩種狀態(tài)，各種開(kāi)關(guān)和控制系統的“開(kāi)”和“關(guān)”兩種狀態(tài)及邏輯系統的“是”和“否”兩種狀態(tài)等。幾乎所有的電子計算機都使用矩磁鐵氧體組成高速存貯器。另一種新近發(fā)展的磁性材料是磁泡材料。這是因為某些石榴石型磁性材料的薄膜在磁場(chǎng)加到一定大小時(shí)，磁疇會(huì )形成圓柱狀的泡疇，貌似浮在水面上的水泡，泡的“有”和“無(wú)”可用來(lái)表示信息的“1”和“0”兩種狀態(tài)。由電路和磁場(chǎng)來(lái)控制磁泡的產(chǎn)生、消失、傳輸、分裂以及磁泡間的相互作用，即可實(shí)現信息的存儲記錄和邏輯運算等功能，在電子計算機、自動(dòng)控制等科學(xué)技術(shù)中有著(zhù)重要的應用。
壓磁材料是指磁化時(shí)能在磁場(chǎng)方向作機械伸長(cháng)或縮短的鐵氧體材料。目前應用最多的是鎳鋅鐵氧體，鎳銅鐵氧體和鎳鎂鐵氧體等。壓磁材料主要用于電磁能和機械能相互轉換的超聲器件、磁聲器件及電訊器件、電子計算機、自動(dòng)控制器件等。
今日最新導讀
快速搜索
當前位置：