磁性材料基础知识(入门
磁性材料:
)
概述:磁性是物质的基本属性之一。磁性现象是与各种形式的电荷运动相关联的,由于物质内部的电子运动和自旋会产生一定大小的磁场,因而产生磁性。一切物质都具有磁性。自然界的按磁性的不同可以分为顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质,反铁磁性物质,以及亚铁磁性物质,其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质,通常将这两类物质统称为磁性材料。
1.磁性材料的分类,性能特点和用途
铁氧体磁性材料,一般是指氧化铁和其他金属氧化物的符合氧化物。特点:电阻率远比金属高,约为
:
他们大多具有亚铁磁性。
1-10(12次方)欧/厘米,因此涡损和趋肤效应小,适于高频使
用。饱和磁化强度低,不适合高磁密度场合使用。居里温度比较低。
2 铁磁性材料:
指具有铁磁性的材料。例如铁镍钴及其合金,外磁时材料具有较大的磁化强度。
某些稀土元素的合金。在居里温度以下,加
3 亚铁磁性材料:
指具有亚铁磁性的材料,例如各种铁氧体,在奈尔温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度。
4 永磁材料:
磁体被磁化厚去除外磁场仍具有较强的磁性,特点是矫顽力高和磁能积大。可分为三类,金属永磁,例,铝镍钴,稀土钴,铷铁硼等。
铁氧体永磁,例,钡铁氧体,锶铁氧体,其他永磁,如塑料等。
5软磁材料:
容易磁化和退磁的材料。锰锌铁氧体软磁材料,其工作频率在磁材料,工作频率一般在
1-300MHZ
1K-10M之间。镍锌铁氧体软
6.金属软磁材料:
同铁氧体相比具有高饱和磁感应强度和低的矫顽力,铁镍合金等,常用于变压器等。
例如工程纯铁,铁铝合金,铁钴合金,
术语:
1 饱和磁感应强度:(饱和磁通密度)磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度。在实际应用中,饱和磁感应强度往往是指某一指定磁场(基本上达到磁饱和时的磁场)下的磁感应强度。
2 剩磁感应强度:从磁性体的饱和状态,把磁场(包括自退磁场)单调的减小到0的磁感应强度。3 磁通密度矫顽力,
他是从磁性体的饱和磁化状态,沿饱和磁滞回线单调改变磁场强度,
使磁
感应强度B减小到0时的磁感应强度。
4 内禀矫顽力:从磁性体的饱和磁化状态使磁化强度
M减小到0的磁场强度。
5 磁能积:在永磁体的退磁曲线上的任意点的磁感应强度和磁场强度的乘积。6 起始磁导率:磁性体在磁中性状态下磁导率的极限值。
7 损耗角正切:他是串联复数磁导率的虚数部分与实数部分的比值,其物理意义为磁性材料在交变磁场的每周期中,损耗能量与储存能量的
2派之比。
8 比损耗角正切:这是材料的损耗角正切与起始导磁率的比值。9 温度系数:在两个给定温度之间,被测的变化量除以温度变化量。10 磁导率的比温度系数:磁导率的温度系数与磁导率的比值。11 居里温度:在此温度上,
自发磁化强度为零,
即铁磁性材料(或亚磁性材料)由铁磁状态
(或亚铁磁状态)转变为顺磁状态的临界温度。
磁性材料的命名方法:
由4部分组成:
1 材料类别:以汉语拼音的第一个字母表示
:
R—软磁,Y—永磁,X ---旋磁,J---矩磁,A---压磁。2 材料的性能,用数字表示。3 材料的特征以汉语拼音表示。第三部分的特征代号:(仅限于软磁材料)Q—高Q
B—高BS
U—宽温度范围
T—高居里温度
X—小温度系数
H—低磁滞损耗
4 序号。
F—高使用频率D—高密度 Z—正小温度系数
铁氧体零件的命名方法:
1 零件的用途和形状,以拼音或英文表示。
2 区别第一部分相同而形状不同的零件,以汉语拼音字母表示。3 零件的规格,以零件的特征尺寸或序号表示。4 材料牌号,零件的等级或使用范围。
常用磁环的实测数据:
在以下测试中,均以401ALCR测试仪SER/1KHZ档常温测试,绕3圈测得值。各取样本10个取平均值,可供参考。
30*18*12磁环:
电感量平均值为:99.5mh 最大正误差:+25% 最大负误差:-36.5% 最大正误差:+22%最大负误差:-27.5%
Q平均值为:19.8
以0.1*15芯30cm导线平
48*28*12铁环:
电感量平均值为:584uh 最大正误差:+10% 最大正误差:+10%最大负误差:-10.4%
58*38*12铁环:
电感量平均值为:381uh 最大正误差:+11% 最大正误差:+11%最大负误差:-8.8%
最大负误差:-14.7%
Q平均值为:0.714
最大负误差:-17%
Q平均值为:0.633
磁环工艺特性试验:(1999年12月5日)
在本例试验中采用58*38*12铁环10 个批量跟踪试验的方法,求出磁环在浸漆,高温,等情况下对性能的影响。(0.15*15 3扎,ser/1khz )1 浸漆前:时间:10:00 电感平均值:381.23uh 2浸漆后:时间:14:00电感平均值:391.99uh
Q平均值:0.7142 Q平均值:0.7071
Q平均值:0.7024
3 高温65度:时间:15:30电感平均值:393.21uh 4 复测:时间:16:40电感平均值:392.64uh
Q平均值:0.7067
Mn-Zn铁氧体的温度稳定性
高精尖特别是高靠的工程技术要求有高的温度稳定性。
1:要获得有温度稳定性的软磁材料,通常采用过铁的配方,当Fe2O3的含量控制在53.2mol%时,可以获得很好的温度稳定性;且通过适当的控制补偿点,在较宽温度范围内得到平坦的入及梯度分布将使各区域的
Fe2+和Co2+的比例,可以获得到多个
K1
μ~T的曲线。另外,在一定的温度范围内,因Ti4+的进
μ~T的曲线的两个极大值位置在晶体内部各处不同,叠加起来就导致
了μ~T曲线平坦。但是若晶粒尺寸增大,将使不均匀的分布。就会增强
Ti4+梯度不明显,晶界也相对变薄,降低了这种
μ~T的曲线两峰值的尖锐度,从而材料的温度特性变坏。
Fe2+
2:烧结温度和氛围是影响铁氧体性能的一个关键环节,严格控制烧结温度和氛围,使保持在一定的范围,也是降低温度系数的方法之一。另外,铁氧体的微观结构与材料稳定性冶游密切的关系。一般情况下,晶粒均匀一致,气孔少而分布散的材料,温度特性较好,而晶粒大小不均、有双重结构、巨晶内部有气孔的材料,由于畴壁的阻力较大,在凹谷,温度稳定性较差。
除了Fe2+、Co2+、Ti4+能改善μ~T特性外。还可以用掺入温度系数。
另外,大家都知道,铁氧体由金属氧化物通过一定的配比组成,所以,一价和二价的金属氧化物杂质加到基本物料中将引起
μ~T曲线上出现相当大的
AL2O3和Cr2O3的方法来降低
Fe2+含量的减少;而三价和四价氧化物的加入,将使Fe2+增加。
因此,要获得低的温度系数材料,从配方上考虑应该采用过铁配方。
~~~~各种电感特性~~~~
1:工字型电感; 2:色环电感; 3:空芯电感: 4:环形线圈电感; 5:贴片叠层高频电感; 6:磁棒电感;
磁性材料基础知识
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