3.2软磁材料.ppt

3. 2 软磁材料－非晶态、微晶与纳米 晶软磁合金 铁基非晶合金的种类：主要有Fe-B、Fe-B-C、Fe-B-Si、Fe-B-Si-C和Fe-Co-B-Si五个系列，以及添加Mn、Mo、Cr、Al、Nb元素合金化发展的新合金系列。 用途：对应于硅钢和中镍含量的铁镍合金，主要用于功率器件如配电变压器、电力变压器、电动机等。从使用的角度出发， 性能特点：矫顽力低、磁导率高，电阻率是硅钢的三倍左右，铁损仅为取向硅钢的四分之一，为无取向硅钢的十分之一，激磁功率一般仅为取向硅钢的十分之一，对于节约能源具有相当重要的意义。不足之处在于饱和磁感应强度低于硅钢，带材较薄因而填充系数较低，存在退火脆化问题及成本偏高等。 3. 2 软磁材料－非晶态、微晶与纳米 晶软磁合金 钴基非晶态合金：主要包括Co-Fe、Co-Mn和Co-Fe-Ni。具有很高的磁导率、很低的矫顽力和损耗、良好的高频性能，适于制作电子变压器、磁记录头、磁放大器等电子元件；主要性能特点和应用范围同高镍坡莫合金相对应。 铁镍基合金：性能介于铁基和钴基合金之间的一个系列。此类材料的饱和磁感、动态磁导率、矫顽力、损耗等性能高于铁基而低于钴基非晶态合金。在价格方面也介于铁基与钴基合金之间。此类合金的成分范围很宽，在性能上可以与坡莫合金相比。 3. 2 软磁材料－非晶态、微晶与纳米 晶软磁合金 快速凝固Fe-Si软磁合金：可提高Si含量、进一步减小合金带的厚度，获得优良的磁性。 快速凝固非晶＋纳米晶复合软磁合金：在非晶态Fe-B-Si合金基础上通过Cu、Nb、Zr等元素合金化发展起来的合金。其结构为非晶基体上分布尺寸为几十纳米的晶体，具有优异的软磁和力学综合性能，已广泛应用于软磁铁心的工业生产。 (二) 快淬微晶与超微晶合金 3. 3 永磁材料－基本特点与要求 主要用途：提供永磁场 主要种类：铝镍钴系永磁合金、永磁铁氧体、铁铬钴系永磁合金、稀土永磁材料和复合粘结永磁材料。 主要性能要求：高的磁能积，高的轿顽力，高的居里点，高稳定性，好的经济性。 汽车上使用永磁材料的部件 3. 3 永磁材料－基本特点与要求 （一）铝镍钴系合金 3. 3 永磁材料－主要永磁材料 成分特点：Fe、Ni、Al等元素为主要成分，并加入Cu、Co和Ti等元素进一步提高合金性能。包括铝镍型、铝镍钴型和铝镍钴钛型三种。其中又有各向同性合金、磁场取向合金和定向结晶合金。 制备方法：铸造磁钢与烧结磁钢，铸造铝镍钴合金具有生产工艺简单和产品性能高等特点。绝大部分铝镍钴合金都采用铸造法生产。 性能特点：高剩磁与低温度系数，最大磁能积仅低于稀土永磁。 Tc：757～907℃、 (BH)max约为16～72 kJ/m3, Br：0.78～1.30T, HCB：52～112 kA/m。 （二） 永磁铁氧体 主要种类：钡铁氧体(BaO·6Fe2O3)和锶铁氧体(SrO·6Fe2O3)。晶体结构均属六角晶系。 制备方法：以Fe2O3、BaCO3和SrCO3为原料，经混合、预烧、球磨、压制成型、烧结制成。根据成型过程中加磁场与否，烧结铁氧体材料可制成各向同性磁体和各向异性磁体。各向异性磁体是在压制成型过程中加上强磁场，使铁氧体的单畴粒子在磁场下转动，得到易磁化轴与磁场方向一致的强各向异性磁体。此类材料具有高的磁晶各向异性常数。 3. 3 永磁材料－主要永磁材料 3. 3 永磁材料－主要永磁材料 烧结铁氧体产品 性能特点：Tc：450～460℃，具有高矫顽力和低剩磁，但剩磁和最大磁能积偏低,其剩磁温度系数是铝镍钴磁体的10倍，不适于制作要求高稳定性的精密仪器；在产量极大的家用电器、音响设备、扬声器、电机、电话机、笛簧接点元件和转动机械等方面得到普遍应用，是目前产量和产值最高的永磁材料。 3. 3 永磁材料 －主要永磁材料 3. 3 永磁材料 －主要永磁材料 （三） 铁铬钴系合金 成分特点：以铁、铬（23.5～27.5%）、钴（11.5～21.0%）为主；加入适量硅、钼、钛。此类合金可以通过成分调节将其低的单轴各向异性常数提高到铝镍钴合金的水平。 制备方法：定向凝固+磁场处理(结晶与磁双重织构)，以及塑性变形与适当热处理的方法(形变时效)显著提高合金性能。 性能特点：高剩磁Br 1.53T，Hc 66.5KA/m，(BH)max 76kJ/m3。 3. 3 永磁材料－主要永磁材料 二十世纪八十年代称为第三代稀土永磁材料。 稀土永磁合金 Re-Co永磁稀土Co永磁 铁基稀土永磁型 Nd2Fe14B合金为代表的Re-Fe-B系永磁材料 1:5型Re-Co磁体SmCo5单相与多相合