第4章软磁材料.ppt

环型非晶电感线圈 4.5.2纳米晶软磁材料 1988年，Yashizawa等人在非晶合金基础上通过晶化处理开发出纳米晶软磁合金（Finemet）。 此类合金的突出优点在于兼备了铁基非晶合金的高磁感应强度和钴基非晶合金的高磁导率、低损耗，并且是成本低廉的铁基材料。 铁基纳米晶合金的发明是软磁材料的一个突破性进展。 目前已经开发或正在开发研究的系统有Fe-Cu-M-Si-B（M为Nb，Ta，Mo，W，Zr，Hf等）、Fe-M-C和Fe-M-V（M为Ta等耐热金属）系等纳米晶软磁材料。 晶粒尺寸与矫顽力的关系 纳米晶软磁发明之后，才全面认识到晶粒尺寸与矫顽力的关系 纳米晶与铁氧体、非晶性能对比 Finemet FT-1KM MnZn 铁氧体 Co基 非晶 Fe基 非晶 ? 10kHz ?50000 5300 90000 4500 100kHz 16000?30% 5300 18000 4500 饱和磁通密度BS T 1.35 0.44 0.53 1.56 矫顽力HC A/m 1.3 8.0 0.32 5.0 矩磁比（Br/BS） 0.60 0.23 0.50 0.65 磁芯损耗PC kW/m3 350 1200 300 2200 居里温度TC ℃ 570 150 180 415 饱和磁致伸缩常数?S ?10-6 +2.3 ~0 +27 电阻率? ??m 1.1?10-6 0.20 1.3?10-6 1.4?10-6 密度dS Mg/m3 7.4 4.85 7.7 7.18 各类软磁材料性能比较 Co基非晶合金 纳米微晶 Fe-M-B基合金 Mn-Zn铁氧体 Fe基非晶合金 硅钢 纳米微晶 Fe-Si-B-Nb-Cu合金 50 20 10 5 2 1 0.5 0.2 0.1 ×104 0.5 0 1.5 1.0 2.0 3.0 2.5 μi BS（T） 坡莫合金 纳米晶软磁的制备和应用 制备纳米晶软磁材料的主要方法是非晶晶化法： 先利用溶体急冷法（RS）获得非晶条带，而后在略高于非晶晶化温度下退火一定时间，使之纳米晶化。 纳米晶软磁材料正沿着高频、多功能方向发展，其应用领域遍及软磁材料应用的各方面 如：功率变压器、脉冲变压器、高频变压器、可饱和电抗器、互感器、磁屏蔽、磁头、磁开关和传感器等 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金晶化过程示意图 富铜区 非晶相 fcc Cu bcc Fe-Si 非晶相 bcc Fe-Si fcc Cu 富Nd，B非晶相 非晶相 非晶态 热处理初期 晶化初期 最佳磁状态 纳米晶软磁合金 1. 永磁材料的主要磁技术参量及测量？ 2. 双相纳米晶复合永磁体材料的研究现状与发展趋势？ 3. 软磁材料主要磁技术参量及测定？ 4. 铁氧体软磁材料的研究现状与发展趋势 5. 磁性复合材料的研究现状与发展趋势 6. 聚合物磁性材料的研究现状与发展趋势 7. 磁性材料在磁记录领域的应用 作业题目 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 平面六角晶系铁氧体的易磁化轴为平面上的六角，磁化在平面内转动比较容易，但要离开易磁化面平行c轴是很困难的；这就使得磁化沿x方向和y方向磁化率相差很大，可以显著地提高截止频率。 * * * * * 第4章软磁材料 ?衡量软磁材料的重要指标 ?提高起始磁导率的途径 ?金属软磁材料 ?铁氧体软磁材料 ?非晶及纳米晶软磁材料 本章讲述的主要内容： 能够迅速响应外磁场的变化，且能低耗损地获得高磁感应强度的材料。 4.1 衡量软磁材料的重要指标 ?起始磁导率高 ?矫顽力HC 小 ?饱和磁感应强度MS 高 ?磁损耗小 ?稳定性好 与MS平方成正比；与K1和λS成反比；与内应力σ和杂质浓度β成反比 降低HC的方法与提高μi的方法相一致 调节配方 4.2提高起始磁导率的途径 降低磁晶各向异性常数K1和磁致伸缩系数λS 改善材料的显微结构 降低内应力σ 提高饱和磁化强度MS MS很难调整，效果不明显 是最有效的方法，从配方和工艺上使K1→0，λS→0 （FeNi合金） 降低杂质和气孔的含量，增大晶粒尺寸，材料的织构化 （MnZn合金） 4.3 金属软磁材料 ?电工纯铁 ?硅钢 ?坡莫合金 ?其它软磁合金 铁铝合金 铁硅铝合金 铁钴合金 4.3.1电工纯铁 指纯度在99.8％以上的铁 是最早，最常用的纯金属软磁材料 面心立方 体心立方 升温、加压 降温、