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磁性材料Magnetic Materials 磁性材料的分类 软磁材料 硬磁材料 磁记录材料 其他磁性材料 磁记录材料 磁记录原理 3种记录模式：水平(纵向)、垂直、杂化 磁记录系统基本单元：换能器、存贮介质、传送介质装置以及相匹配的电子线路 磁记录原理 3种信号类型：音频信号、数字信号、调频信号 两种记录方式：模拟、数字 磁记录介质：磁带、磁盘、磁鼓、磁卡片 磁记录材料 磁记录材料 磁头材料 磁头的基本结构 基本功能：写入、读出 磁头材料得到基本性能要求：高的磁导率、高的饱和磁感应强度、高的电阻率和耐磨性 常用的磁头铁芯材料：合金、铁氧体、非晶态合金、 薄膜磁头材料 磁记录材料 磁记录介质材料 对材料的要求 类型： 颗粒（磁粉）涂布型：将磁粉与非磁性粘合剂等含少量添加剂形成的磁浆涂布于聚脂薄膜(涤纶)基体上制成。 连续薄膜型：连续磁性薄膜无须采用粘合剂等非磁性物质，制备方法有两种 湿法，如电镀和化学镀 干法，如溅射法、真空蒸镀法及离子喷镀法 其他磁性材料 超磁致伸缩材料 磁致伸缩现象：铁磁性材料在磁场中被磁化时，沿外磁场方向其尺寸会发生微小变化 一般材料的磁致伸缩系数：30～60×10-6 超磁致伸缩效应：（1～2）×10-3 超磁致伸缩材料与压电陶瓷的性能比较 巨磁电阻材料 磁电阻效应：由磁场引起材料电阻发生变化 巨磁化强度材料 巨磁化强度材料也称为高磁化强度材料，饱和磁化强度高于传统的Fe和Fe-Co软磁合金的材料 磁光效应材料：磁光记录 水平(纵向)、垂直记录 磁记录原理 3种基本信号类型 磁头的基本结构 软磁材料 定义：特指那些矫顽力小、容易磁化和退磁的磁性材料 特点： 磁滞回线细而长 高磁导率 低矫顽力 容易磁化，也容易去磁 常见软磁材料的饱和磁感应强度Bs和最大磁导率μm 软磁材料 分类：金属软磁材料、软磁铁氧体 常用的金属软磁材料 电工用纯铁 电工用硅钢片 铁镍合金与铁铝合金 非晶态合金：铁基、钴基、铁镍基 电工用纯铁 含碳量极低、纯度99.95%以上 用途：铁芯、磁极、磁路等 性能：机械、磁性能 影响性能的因素：结晶轴对磁化方向的取向、杂质、晶粒大小、金属的塑性变形、内应力 改善性能措施 工作环境及减少涡流损耗方法 电工用硅钢片 分类：热轧非织构（无取向）硅钢片、冷轧非织构（无取向）硅钢片、冷轧高斯织构（单取向）硅钢片、冷轧立方织构（双取向）硅钢片、 用途：电机、发电机、变压器、扼流圈、电磁机构、继电器、测量仪表 机械性能、磁性能的影响因素：硅含量、晶粒大小、结晶结构、有害杂质(硝，氧，氢)含量分布状况以及钢板厚度有关 高斯织构、立方织构硅钢片性能 软磁材料的磁滞回线 常见软磁材料的Bs和μm 几种电工用纯铁的磁性能 铁镍合金 成分：主要成分是铁、镍、铬、铜、铜等元素 特性：在弱磁场及中等磁场下具有高的磁导率，低的饱和磁感应强度，很低的矫顽力，低的损耗，…… 铁镍合金相图与不同成分合金的性能 铁镍合金的分类及其特性：1J50、1J51、1J65、1J79、1J85 铁铝合金 铁铝合金成本低，应用范围很广。含铝量在16％以下时，便可以热轧成扳材或带材；含铝量在5％～6％以上时，合金冷轧较困难。 铁铝合金特点： 电阻率高 高的硬度和耐磨性 比重小，可减轻铁芯自重 对应力不敏感 时效：材料在使用时，随时间及环境温度的变化，磁性能发生变化 温度稳定性 非晶态合金 铁基非晶态软磁合金： 特点：饱和磁感应强度高 、损耗低 缺点：磁致伸缩系数大 钴基非晶态软磁合金：饱和磁感应强度较低，磁导率高，矫顽力低，损耗小，磁致伸缩系数趋近于零 铁镍基非晶态软磁合金：性能基本上介于两者之间 非晶态合金与晶态软磁材料的比较：磁导率高，电阻大，损耗 非晶态合金与晶态合金的磁滞回线 铁镍合金相图与不同成分合金的性能 热处理工艺对铁镍合金导率的影响 Fe-Si3.8%合金单晶体磁化方向 高斯织构、立方织构硅钢片性能比较 几种电工用纯铁的磁性能 软磁材料 软磁材料的用途：主要用于导磁，可用作变压器、线圈、继电器等电子元件的导磁体。 硬磁材料(永磁材料) 定义：指材料被外磁场磁化以后，去掉外磁场仍然保持着较强剩磁的材料 评价永磁材料性能好的指标 剩余磁感应强度Br 矫顽力Hc 最大磁能积(BH)MAX 凸起系数η：η＝(BH)m／BrHc 退磁曲线：永磁材料饱和磁滞回线第二象限部分 硬磁材料 永磁材料种类 铝镍钴系硬磁合金 硬磁铁氧体材料 稀土永磁材料 可加工的永磁合金 永磁材料用途：硬磁材料主要用来储藏和供给磁能，作为磁场源。硬磁材料在电子工业中广泛用于各种电声器件、在微波技术的磁控管中亦有应用 永磁材料的退磁曲线和磁能曲线 可加工的永磁合金 在淬火态具有可塑性，可以进行各种机械加工。合金的矫顽力是通