磁性材料与器件-第三章-技术磁化解读.ppt

3.4.2 动态磁性参数 5、??Q积 对软磁材料，总是希望其Q值越高越好，??值越大越好，常用??Q积来表征软磁材料的技术指标。 或用tan?/??表示，称为软磁材料的比损耗系数，反映材料的相对损耗大小。 ??和??可通过交流电桥法进行测量；Q值可以用交流电桥或Q表测量得到；tan?可以通过交流电桥、Q表、测量位相差?或测量磁损耗的方法得到。 3.4.3 磁损耗 定义：磁性材料在交变磁场中产生能量损耗。 磁滞损耗＋涡流损耗＋剩余损耗（残留损耗） 3.4.3 磁损耗 在低频、弱场（B0.01T）条件下，磁损耗为： e：涡流损耗系数；a：磁滞损耗系数；c是不依赖于f的常数，来自由磁后效或频散引起的损耗。 总损耗W既决定于材料，也决定于交变磁场的f和Bm, 因此讨论W指标时，应注明f和Bm。 3.4.3 磁损耗 1、涡流损耗 涡流是在迅速变化的磁场中的导体内部产生的感生电流，因其流线呈闭合漩涡状而得名。f越高，涡流越大。 涡流不能象导线中的电流那样输送出去，仅使磁芯发热造成能量损耗。 一个周期内材料的涡流损耗 3.4.3 磁损耗 如何降低涡流损耗？ （1）降低材料厚度d （2）提高材料的电阻率? 金属材料：?都较低，通常采用添加合金元素的方法； 例子：Fe中加入少量Si，可增加磁导率，降低矫顽力，提高? 铁氧体材料：?很高，适合在高频技术领域应用。 3.4.3 磁损耗 2、磁滞损耗 若在磁化过程中只存在磁滞损耗，则回线的面积在数值上就等于每磁化一周的磁滞损耗的数值。 降低Wa的方法：减小材料的矫顽力?回线变窄?面积减小 3.4.3 磁损耗 3、剩余损耗 剩余损耗是指除了涡流损耗和磁滞损耗以外的其他损耗。 低频弱场中，主要是磁后效损耗。 高频情况下，主要是尺寸共振损耗、畴壁共振损耗、自然共振损耗。 有些材料在经过动态磁中性化后，其起始磁导率随时间而降低，最后达到稳定值，这种现象称为磁导率的减落，它是磁后效的一种表现形式。 为了衡量材料磁导率的减落程度，引入减落因子DF 减落现象严重时，材料易受环境电磁场的干扰。 降低剩余损耗的方法：（1）减少扩散离子浓度，从而抑制离子扩散过程；（2）控制产品的成分和制备工艺，使之在应用频率和工作温度范围内避开损耗最大值。 * * * 上节内容提要 上节内容提要 可逆畴壁位移磁化发生以后，撤销外磁场（小磁场），材料能够按照原来的磁化路径回到起始磁化状态。 材料经大磁场磁化后，会发生不可逆畴壁位移磁化，如果此时再撤去外磁场，不能按照原来的磁化路径回到起始磁化状态。 上节内容提要 在第 I 阶段起始磁化阶段 在这一阶段，与外磁场方向成锐角的磁畴能量低，磁畴扩大；而与外磁场成钝角的磁畴缩小。磁畴大小的变化通过磁畴壁的迁移实现。 上节内容提要 在第二阶段磁畴壁随磁畴的增大而快速移动，称磁畴壁跳跃（巴克豪生跳跃）。与磁场夹角比较大的难磁化磁畴转向夹角较小的易磁化方向。当磁场增大到很大时，所有自旋磁矩通过磁畴壁的跳动来实现，转动到与磁畴成最小夹角的易磁化方向。 上节内容提要 铁磁体内存在应力和杂质以及晶界等结构起伏变化是产生不可逆畴壁位移的根本原因，畴壁的不可逆位移是产生不可逆磁化的原因。 磁畴壁移动的阻力： 退磁能：由于磁畴迁移使退磁能增大； 晶体内部的缺陷、应力及组织不均匀性。 阻力来源的两种理论模型：内应力模型和含杂模型 上节内容提要 内应力模型 含杂模型 畴壁位移磁化过程中影响起始磁导率的因素有 (1) 材料的MS，MS越大，?i越高； (2) 材料的K1和?S，K1和?S越小，?i越高； (3) 材料的内应力?，材料内部的晶体结构越完整均匀，产生的内应力越小，?i越高； (4) 材料内的杂质浓度?，?越低，畴壁位移磁化过程决定的?i越高。 上节内容提要 3.3.4 可逆畴转动磁化过程 在第 I 阶段，外磁场H 较小，磁感应强度B 和磁化强度M 随H 增大缓慢上升，B 与H 基本上是线性关系，磁化是可逆的。称为起始磁化阶段。 在这一阶段，与外磁场方向成锐角的磁畴能量低，磁畴扩大；而与外磁场成钝角的磁畴缩小。磁畴大小的变化通过磁畴壁的迁移实现。 3.3.4 可逆畴转动磁化过程 在第 II 阶段：随H 增大，B 和H 都迅速增大，μ 增加很快，并出现最大值。这个阶段是不可逆的，去掉外磁场还保留部分磁化。 在第二阶段磁畴壁随磁畴的增大而快速移动，称磁畴壁跳跃（巴克豪生跳跃）。与磁场夹角比较大的难磁化磁畴转向夹角较小的易磁化方向。当磁场增大到很大时，所有自旋磁矩通过磁畴壁的跳动来实现，转动到与磁畴成最小夹角的易磁化方向。 3.3.4 可逆畴转动磁化过程 在第 III 阶段：随H 进一步增大，B 和M 逐渐变缓，μ 变小，并趋向于μ 0。当磁场强度达到Hs 时达到磁饱和，这时随着H 增大，