软磁铁氧体磁芯现下的市场形态
发布时间：2014-7-7 9:59:17 浏览次数：16
软磁铁氧体磁性材料和软磁铁氧体磁芯统称软磁铁氧体，长期以来软磁铁氧体产量的增长是建立在其生产技术和应用技术共同发展的基础之上的。电子技术的飞速发展，对软磁铁氧体器件，如电感器、变压器、滤波器等不断提出了各种新的要求，这种要求促进了软磁铁氧体的发展，如适应开关电源向高频化发展的高频低功耗功率铁氧体材料，适应光纤通信和数字技术发展的宽频带变压器和抗干扰扼流圈用的高磁导率与宽频带铁氧体材料，同时具有高μ与高Bs的材料（双高材料），适应高清晰度和大屏幕显示器发展的偏转线圈和回扫变压器用高频低损耗功率材料，以及适应表面贴装技术发展的平面电感器和变压器用低烧结温度和低热阻的铁氧体材料等等，就是生产和应用技术共同发展的最直接结果。
在开发和研究过程中，由于软磁铁氧体材料和磁芯的研究始终结合在一起，从而形成了由各种软磁铁氧体材料制成的各种形状的磁芯，所有这些材料及磁芯的不同组合可以具有各种不同的性能、特点和用途，以满足各种需求。
软磁铁氧体磁芯材料是一种用途广、产量大、成本低的电子工业及机电工业和工厂产业的基础材料，是其重要的支柱产品之一，它的应用直接影响电子信息、家电工业、计算机与通讯、环保及节能技术的发展，亦是衡量一个国家经济发达程序的标志之一。
软磁铁氧体材料是品种最多、应用最广的一类磁性功能材料，也是铁氧体材料中发展最早的一类材料。自从1935年荷兰Philip实验室研究开发成功至今已有将近七十年的历史，其性能也已得到了很大的改进和提高。由于这类材料具有高的本征电阻率ρ，所以在交流条件下具有许多金属软磁材料所无法比拟的优越性且价格低廉，并可制成各种形状的磁芯，因此，在高频区一般都使用软磁铁氧体材料。用这类材料制成的磁芯被广泛应用于通信、广播、电视、自动控制、航天技术、计算机技术、电子设备及其它IT产业中来制作各种类型的电感器、变压器、扼流圈、抑制器和滤波器等器件。
目前由于软磁铁氧体具有广阔的发展前景和可预期的市场潜力，从而成为世界各国铁氧体公司开发和研究的重点。权威机构对全球软磁行业的评估认为，世界软磁铁氧体需求量的平均增长速度在今后几年中将继续保持在10%～15%的水平。由此可以看出，开发具有自己独立知识产权的可批量生产的综合性能好的软磁铁氧体材料并迅速占领市场已经成为各个公司的当务之急。本文在对软磁材料，特别是软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势进行综合分析之后，指出了一些研究和开发人员在材料研究中普遍容易忽视的问题。
一、软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势
一般地，从应用角度来分，软磁铁氧体材料主要分为功率材料和高磁导率材料两大类，为适应世界电子技术发展的需要，这两类铁氧体材料都已经得
到了很大的发展，并且它们各自的分类也越来越细。现代功率铁氧体材料也主要分为两大类：一类主要用于高频开关电源，即所谓高频低功耗材料；另一类主要用于高清晰度彩色电视机和显示器，即所谓偏转磁芯
（Deflection Yoke）。我国在1997年发布的SJ/T1766-1997《软磁铁氧体材料分类》行业标准中，按工作频率的不同把功率铁氧体材料分成了PW1～PW5五类：PW1材料的工作频率为15～100kHz；PW2的为25～200kHz；PW3
的为100～300kHz；PW4的为0.3～1MHz；PW5的为1～3MHz。目前，国内的大多数企业都已经能大批量生产出相当于PW1～PW3的材料，部分企业也已经研究开发出了相当于PW4和PW5的材料，并且这些材料在各方面的性能指标也都已经基本上达到甚至超过了国外同类产品的先进水平，但对此类产品能实现大批量生产的企业还为数不多。
自日本TDK公司在国际上最早批量生产各种软磁铁氧体磁芯以来，因其特殊
的地位，即它既是铁氧体软磁磁芯材料的生产者，同时又是各种软磁铁氧体磁芯器件的开发和使用者，所以，无论从材料的开发上，还是材料的应用上，它一直主导着世界软磁铁氧体的发展趋势。有关铁氧体方面的新材料、新工艺、新技术，以至新的应用领域大都是由TDK公司首先推出的，世界各大铁氧体生产企业也都在紧跟TDK的发展步伐，但是近年来TDK的领先地位已受到世界其它大铁氧体生产公司的挑战。开关电源变压器中很早就开始使用软磁功率铁氧体MnZn材料，随着开关电源工作频率的不断提高，这种功率铁氧体材料的发展也已经历了四代。最初，为适应开关电源市场的需要，TDK 于70年代初开发出了第一代功率铁氧体材料如HC35。由于这种材料的功耗较大，只能用在中心工作频率为20kHz左右的民用开关电源中，因此，TDK 于80年代初开发出了第二代功率铁氧体材料如H7C1（PC30），这种材料的特点是其功耗温度系数为负值，即随着温度的升高，功耗呈下降趋势，且中心工作频率也已提高到了100kHz左右。日本TDK公司于80年代最早开发了使用频率可达300kHz（中心频率为100kHz）的第三代功率铁氧体材料如H7C4（PC40），但由于当时磁芯的工作频率普遍低于50kHz，只需采用PC30或相当于PC30的材料就能满足使用要求，因此这种材料的发展比较缓慢。到80年代后期，开关电源的工作频率已提高到了250kHz左右，由于PC40对工作频率为数百kHz的开关电源特别适用，因此在工业类开关电源中得到了广泛的应用。进入90年代中期，电子工程的发展对磁芯变压器的工作频率范围不断提出了更高的要求，其目的是想通过减小磁路的体积和重量的方法来减小使用电感元件的系统的体积（重量），以使这类器件小型化、片式化，从而为更小体积的电子线路的发展提供保证。TDK开发的第四代功率铁氧体材料如H7F（PC50）的中心工作频率可达500kHz以上，满足了开关电源进一步对轻、小、薄的需要，并被认为是今后功率铁氧体材料的发展方向。
随后，Philips公司推出了可用至2MHz的3F4，今年又推出了可用至4MHz 的3F5材料，其4F1材料（NiZn）可用至4～10MHz。以前人们普遍认为，PC50材料在几年以后才可能会有市场，但从目前的发展趋势来看，业界对PC50材料已经有需求，可见其市场基本已经起动。在90年代，日本TDK还开发成功了PC44、PC45、PC46及PC47材料，其功率损耗比PC40材料降低了约1/4～1/3，在f=100kHz，Bm=200mT的条件下，其功率损耗均在
300kW/m3以下，甚至可到250kW/m3左右；在f=100kHz，Bm=200mT，
T=100℃的条件下，PC40、PC44和PC47三者的功耗分别为410、300和250kW/m3。
学术界普遍认为，今后，开关电源用功率MnZn铁氧体材料主要有两大发展趋势：一是继续向超低功耗方向发展，目前这类材料已经系列化，其典型代表如日本TDK公司的PC40、PC44、PC45、PC46及PC47等。世界其它各大铁氧体公司也纷纷加紧开发并相继推出了自己的PC40或相当于PC40的铁氧体材料及系列产品，如FDK的6H10和6H20、Philips公司的3C90、Tokin 公司的BH2及Siemens公司的N92等等。当前开关电源主流产品的工作频率为100～300kHz，在TDK推出PC44后，Siemens、FDK、Philips、Tokin等公司也分别推出了N97、6H40（以及6H41和6H42）、3C91（以及3C94和3C96）和BH1等相当于PC44性能的材料牌号。二是继续向高频化方向发展，如可用至1MHz的日本TDK公司的PC50材料和可用至4MHz的荷兰Philips 公司的3F5材料等等。另外，开关电源的工作频率也已经有向300～500kHz 发展的趋势，相应的满足工作频率为0.5～1MHz的开关电源用功率铁氧体材料如PC50也已商品化，在80～100℃，500kHz，50mT下，磁芯损耗已经达到80～100kW/m3的水平，Siemens在2002年最新公布的新N49材料在此条件下的功率损耗已经达到40～60kW/m3的水平[1]。为适应市场需要，现在，世界各主要铁氧体生产企业生产的功率铁氧体材料的性能已基本上可以覆盖从25kHz～4MHz的频率范围，如Siemens公司的N49，其工作频率为300kHz～1MHz，N92和N97为25～500kHz，N59为500～1500kHz；Philips的3F3可用到200～500kHz的频率范围，3F35可用至500kHz～1MHz，3F4及3F45可用至1～2MHz，3F5为2～4MHz；FDK的7H10和7H20可用至500kHz～1MHz，Tokin的B40也可用至500kHz～1MHz等等。超过4MHz，则需使用NiZn材料，如Philips公司可用至10MHz的4F1材料等。可以看出，今后功率铁氧体材料研究开发的重点仍然是向小型化、高频化、低损耗化方向发展，同时要求材料应具有更高的室温及高温Bs、更好的直流叠加特性及温度特性等等。
高磁导率铁氧体材料也经历了类似的发展历程，60年代德国Siemens公司的研究人员就在实验室制得初始磁导率μi=40000的材料，尽管其TC只有40℃，实用价值不大，但是至今仍保持着最高的μi记录。日本TDK公司早在1986年就在过去生产的H5C2（μi＞104）的基础上成功地开发出了商品化的系列高磁导率MnZn铁氧体材料如H5D（μi＞15000）和H5E（μi＞18000）等，但这两种材料的适用频率范围分别低于50kHz和10kHz，高频特性很差，因而大大限制了其应用范围。随着电子技术的发展，在抗电磁干扰噪声滤波器、电子电路宽带变压器、综合业务数据网（ISDN）、局域网（LAN）、宽域网（WAN）、背景照明等领域中需要大量频率特性优良的高磁导率MnZn 铁氧体材料，为此，日本TDK于1994年成功开发出μi=13000，使用频率可达100kHz的MnZn铁氧体材料H5C3，1995年又在文献上公布研制成功
μi=23000的材料[2]；在其2000年年度报告中称开发成功了超高磁导率材料H5C5，但未公布其具体的性能参数，直到2001年10月19日，才在其最新产品目录中公布了这种材料的具体指标，在10kHz，10mV，10匝下其
μi=30000±30%。在其它指标与H5C3相差不大的情况下，其相对损耗因子tgδ/ui＜15×10－6，比H5C3大近一倍（H5C3为＜7×10－6），这种材料目前主要用于宽带变压器，并且其规格仅限于?3～6mm的环形产品，可以认
为是专门针对特殊用途而开发的一种新材料。当然，国际其它大公司也都推出了对应牌号的材料及产品来应对市场的发展。
在高磁导率材料方面，当前人们在追求更高的初始磁导率ui的同时，还要求材料的居里温度TC要高，温度特性要好，即损耗因子tgδ/ui及温度系数ui要低；另外，也要求材料要有好的频率特性，即随着使用频率的增高，磁导率的衰减要慢，使ui～f曲线在较宽的频带内保持平直，并具有高的截止频率，即所谓宽频高导。目前，国际上商品化材料的ui值已高达15K甚至18K，并都可以使用到300kHz左右的频率，对于10K～12K的材料，其ui值一般可到100kHz左右仍保持平直，国内多数企业也能大批量生产出相当于10K～12K的材料，少数企业能生产出相当于15K甚至更高的材料。
我们在密切关注软磁铁氧体材料发展动向的同时，也应随时注意对软磁铁氧体材料的发展构成威胁的其它高频软磁材料的发展趋势和动向。与永磁材料类似，我国的企业大都把精力放在模仿国外的高档材料和高档产品上，很少有能力开发拥有自主知识产权的新材料和新产品。纳米晶软磁材料的发明开创了一个新的可能性：80年代末期开发成功的Finemet纳米微晶材料为性能优于软磁铁氧体的高Bs、高U 软磁材料，其居里温度为570℃，远高于MnZn铁氧体和Co基非晶材料；其Bs接近Fe基非晶材料，可达1.3T，为MnZn铁氧体的3倍；其初始磁导率ui大于10万，而功耗只是目前最好的软磁Mn-Zn铁氧体的1/3，λs仅为
Fe基非晶材料的1/10。其ui在10～100kHz时开始衰减，虽然其衰减磁导率在高频区（对普通模式的扼流圈有用）与MnZn和NiZn有重叠，但在高频区的品质因数要比这两种铁氧体好得多，在声频区（到100kHz）效率很高。另外，由于它是金属电导，电容率很小，所以在高频下从未观察到尺寸共振效应[3]，因而应用于高频段时其性能远优于Fe基非晶态合金和MnZn铁氧体，其工作频率为300～500kHz，工作温度高于300℃。作为工作频率30kHz的2kW开关电源变压器，重量仅为300g，体积仅为铁氧体的1/5，效率高达96%。此外，还发展了Fe-M-B(M=Zr，Hf，Nb)系，Fe-M-C(M=V，Nb，Ta)系等软磁性能优异的纳米晶材料，并都已经实现了商品化。可见，纳米晶软磁材料必将成为软磁铁氧体的有力竞争者。所以，如果我们能够紧跟世界潮流，从纳米软磁材料的研究上取得突破，就可以取得跨越式的重大发展。
二、软磁铁氧体磁性材料开发的几个误区
随着信息产业技术的迅猛发展以及电子设备制造技术的不断更新和完善，磁芯元器件市场对高性能开关电源（SMPS）用超低功耗功率铁氧体材料、高性能回扫变压器（FBT）用功率铁氧体材料以及现代网络通信系统和数字电子设备电磁兼容用高磁导率铁氧体材料的需求量将越来越大。由于上述材料的技术含量及附加值均较高，因此，为了赢得更大的市场占有率，获得更大的利润，国内外各磁性材料专业制造厂家都在花大力气研究和开发该类材料。但许多企业在把注意力放在提高现有材料的质量档次和技术水平的同时，却都忽略了一个很重要的问题，这就是并未意识到现有材料的寿命（包括其开发寿命和使用寿命）。开发寿命，从理论上讲就是要注意其各种物理性能的理论极限，从性能价格比上讲就是要看有没有进一步开发的余量。
纵观世界MnZn铁氧体材料近几年的发展可以看出，在研制开发具有更低功耗或/和更高ui的软磁铁氧体新材料（无论是功率材料还是高导材料）方面，世界各大铁氧体公司的进展都很缓慢，也可以说一直没有取得多大突破，2000
年9月于日本举行的第八届国际铁氧体会议（ICF8）也反映出这一点。PC40产品TDK公司于1984年以前就开始批量生产了，并且早在1990年就研制开发出PC44材料（1994年开始出现在其产品目录上）；可用至1MHz的高频功率铁氧体材料PC50材料TDK公司也早在1989年就推出了。过去几年中，TDK公司针对特殊电路需要虽然也推出了几个新材料，但这些材料的功耗并未超过该公司1995年开发的材料的水平(当时该材料的Pcv在80℃时已经达到199kW/m3，到现在仍是国际上的最高水平)[4]。例如：PC44、PC45、PC46材料的主要差别只是其功耗最低点所对应的温度不同（分别在100℃、70℃和50℃左右），除PC46材料由于损耗最低点温度接近室温而使其初始磁导率值ui3200±25%)稍高以外，这几种材料在整体性能上的差异并不是很
大。
在2001年10月19日，TDK公司同时也公布了另外的一些系列新产品，如功率变压器及扼流圈用PC33材料和汽车动力系统用PE33两种高Bs材料，在100℃时Bs的典型值分别高达440mT和450mT，居里温度也高达290℃以上；其新的双高材料DN50在25℃时的ui和Bs分别高达5500±20%和550mT；ASDL调制解调器变压器用低谐波失真（Total Harmonic Distortion，THD）材料DN40的ui＜2.5×10－6 ，减落因子DF＜3×10－6。这些材料的一个显著特点就是，它们都是在充分挖掘已有材料潜力的基础上开发出来的特殊用途材料，并把这些材料的特性提高到了一个接近其理论极限的很高的水平，可以想象，制备这些材料时，对原材料、制作工艺、制造设备及工艺控制等也会提出很高的要求。
软磁铁氧体磁芯材料的发明与实用化，至今已半个世界，由于它具有高磁导率、高电阻率、低损耗及陶瓷的耐磨性，因而在电视机的电子束偏转线圈、回扫变压器、收音机扼流圈、中周变压器、电感器、开关电源、通讯设备、滤波器、计算机、电子镇流器等领域得到广泛应用；随着电子技术应用日益广泛，特别是数字电路和开关电源应用的普及，电磁干扰（EMI）问题日益重要，世界各国对电子仪器及测量设备抗电磁干扰性能提出的标准越来越高，因此以软磁铁氧体为基础的EMI磁性元件发展迅速，产品种类繁多，如电磁干扰抑制器、电波吸收材料、倍频器、调制器等，现已成为现代军事电子设备、工业和民用电子仪器不可缺少的组成部分。
物质安全资料表（MSDS） 一、产品名称及产商资料： 产品中文名称：镍锌软磁铁氧体磁芯+PARYENE coating 产品英文名称：The soft ferrite cores of Nickel and Zinc with PARYENE coating 制造商或供应商名称： 制造商或供应商地址： 制造商或供应商电话/传真：TEL：FAX： 二、成分/组成信息： 组成成分成分百分比CAS NO.危害物质分类及图式Fe2O365-68wt%1309-37-1N/A ZnO15-20wt%1314-13-2N/A NiO8-11wt%1313-99-1N/A CuO3-5wt%1317-38-0N/A Parylene N0.1%1633-22-3N/A 三、危险性概述： 最重要危害效应健康危害效应： 如果过敏体质者接触而没有立即清洗，可能会导致脱皮等症状。 环境影响：N/A 物理性及化学性危害：N/A 特殊危害：N/A 主要症状：主要症状：头痛、困倦、晕眩、恶心、呕吐、头昏眼花、暴躁、食欲不振、器官协调功能降低、失去知觉、平衡失调、心率不整、呼吸困难。 物品危害分类： 四、急救措施： 不同暴露途径之急救方法： ●皮肤接触：过敏体质者接触应立即用水冲洗干净即可。 最重要症状及危害效应：如果过敏体质者接触而没有立即清洗，可能会导致脱皮等症状。 对急救人员之防护： 对医师之提示：告诉接触方式,化学品名 五、灭火措施： 适用灭火剂：惰性气体、干粉、水 特殊灭火程序：1、在安全情况下将可能引燃物品搬离火场。2、大区域之大型火灾，使用无人操作之水雾控制架、水管架或自动摇摆消防水瞄，若不可行则撤离，监控火燃烧完。 消防人员之特殊防护设备： 六、泄漏处理方法： 个人应注意事项：N/A 环境应注意事项：N/A 清理方法：N/A 七、安全处置与储存方法： 处置：1、远离火源、引燃源及不相容物。 2、张贴“严禁烟火”的警告标示。
常用铁氧体磁芯规格、型号与技术参数来源：中国变压器供应网发布时间：2007-10-20 0:00:00 功率铁氧体磁芯 EI EE EE PQ EC EI60EE80EE35PQ50/50EC90 EI50EE72EE30PQ40/40EC70 EI40EE70EE25PQ35/35EC52 EI35EE60EE19PQ32/30ECI70 EI33EE55EE16PQ32/20EER49/54 EI30EE50EE13PQ26/25EER49/43 EI28EE49EE10PQ26/20EER49/38 EI25EE42—PQ20/20EER42/43 EI22EE42/20—PQ20/16EER42/45 EI19———EER40/45 EI16——UF102EER28L 常用功率铁氧体材料牌号技术参数 项目条件单位PC30PC402500B B253C8N27μi——250023002500230020002000
Bms H=1200A/m mT510510490510450510 Br H=800A/m mT11795100130——Hc—A/m1214.315.915.918.820 Tc —℃>230>215>230>220>200>220 P200mT23℃ 25KHz60℃ 100℃KW/m31306009560090048 —KW/m390—70————KW/m3100—75————100mT60℃ 100KHz100℃ KW/m3—450—450———KW/m3—410—410—— 公司——TDK TDK TOKIN TOKIN FERROC XLUBE SIEMENS EI型磁芯规格及参数 型号A B C D E F H Ae (c㎡) Le (cm) Ve (cm3) AL nH/N2 μe EI1616——512.2—20.198 3.460.6711001575
厂商 Manufacturers 信艺电子HP30HP40/R2K3D HP44/R2K4D HP5H5K H7K H10K H12K H15K ACME P2P4P41P5/P51A05A07A10/A101A12/A121A151 AVX/TPC B1B2/F1F2F4A4/A5A3A2A1A0 COSMOFERRITES CF129CF138CF195CF197 DMEGC DMR30DMR40DMR44DMR50DMR6K DMR10K DMR12K DMR15K EPCOS (SIEMENS) N41N67/N87N97N49T35T37/T44T38T42T46 FAIR-RITE78797576 FDK6H106H206H407H102H062H072H102H15 FENGHUA PG232PG242PG152HS502HS702HS103HG123HG153 FERRITEINT (TSC) TSF-7099TSF-7060TSF-5099TSF-300TSF-010K TSF-012K TSF-015K FERROXCUBE (PHILIPS) 3C853C90/3C943C96/3F33F4/3F3.5 3.00E+043E25/3E273E5/3E55 3.00E+06 3.00E+07 HITACHI ML24D ML25D ML120MP70D MP10T MP15T HITACHI (NIPPON) SB-5S SB-7C SB-9C SB-1M GP7GP9GP11MT10T HPC HE4HE44HE5HL5HL7HL10HL12HL15 ISKRA25G45G/55G35G75G19G22G12G32G52G ISU PM-1PM-7PM-11FM-5HM2A HM3/HM3A HM5A HM7A JFE(KAWATETSU)MB3MB4MC2MA055MA070A MA100MA120MA150 JINNING JP3JP4/JP4A JP4B JP5JH5/JH5A JH7/JH7A JH10JH15 KASCHKE K2006K2008K2001K5000K8000K10000 KAWATETSU MB3MB4MA055MA070MA100MA120 KINGTECH KP3KP4KP4A KP5KH5/KH5A KH7/KH7A KH10A KH13KH15 KRAVSTINEL K82K86K87 LCCTHOMSON B2B4F1F2A5A3 MAGNE TICS P K J W H MMG-NEOSID F5A/F5C F44F45F47F9C/F10FT7F39 NCD LP2LP3LP3A LP5HP1/HP1F HP2/HP2F HP3/HP3F HP4 NEC/TOKIN BH2BH1B405000H7000H10000H12000H15000H NEOSID F827F830F860F938F942 NICERA NC-1M NC-2H2HM55M NC-5Y NC-7NC-10H NC-12H NC-15H SAMWHA PL-5PL-7PL-9PL-F1SM-50SM-70S SM-100SM-150 STEWARD32353740 TDG TP3TP4TP4A TP5TL5TL7TL10TL13TL15 TDK PC30PC40PC44PC50HS52HS72HS10H5D H5C3 TOKIN3100BH2BH1B405000H7000H12000H TOMITA 2.00E+06 2.00E+07 2.00E+082E3/2F12E7/2G12E2/2E2B2H22H1 TPC F1F2F4A4/A5A3A2 TRIDELTA MF198MF198A MF197MF199 川峰山口工厂（西海） SK-104G SK-108G SK-109GE SK-110G SK-12G 材料牌号 Material Brands 主要软磁铁氧体材料厂商牌号对照表 注：grc534原发
目录 摘要...................................................................................................I ABSTRACT.............................................................................................II 引言 (1) 1 制备PC40锰锌功率软磁铁氧体材料所用添加剂的作用机理分析 (2) 2.1 CaO、SiO2的作用机理 (2) 2.2 TiO2的作用机理 (3) 2.3 Co2O3的作用机理 (4) 2 制备PC40锰锌功率软磁铁氧体的工艺过程分析 (5) 3 制备PC40锰锌功率软磁铁氧体的工艺控制技术 (6) 3.1 备料工序工艺控制技术 (6) 3.1.1 预烧料的制备………………………………………………………………… 6 3.1.1.1原材料的控制 (6) 3.1.1.2配方的选择 (6) 3.1.1.3混料与制浆 (7) 3.1.1.4造粒 (8)
3.1.1.5预烧 (9) 3.1.2 二次球磨 (10) 3.1.3 二次喷雾造粒 (10) 3.2 成型工序工艺控制技术 (11) 3.3 烧结工序工艺控制技术 (11) 3.4 磨加工工序工艺控制技术 (13) 4 工艺结果分析 (14) 5 检测 (14) 结论 (16) 致谢 (17) 参考文献 (18)
摘要 通过以CaO 、SiO2、TiO2以及Co2O3等添加剂的作用机理为依据，分析原材料(Fe2O3—MnO—ZnO)的化学特性得出合理的PC40锰锌功率软磁铁氧体配方；选择适合于该配方的工艺，进行工艺控制，制备出Bs=510m T，μi=2300，Pc=410mw/cm3(100℃)的高性能的PC40锰锌功率软磁铁氧体。 关键词：分析；选择；高性能；锰锌功率软磁铁氧体
软磁铁氧体磁心主要品种规格及其应用(一) 适于高频电子变压器和电感器应用的软磁铁氧体磁心，品种规格很多主要有E 型、U 型、罐型及特殊磁心等，下面作一些重点介绍。 (1) E 型磁心 具有矩形截面的E型磁心，由于结构和制造简单，已成为最广泛应用的高频变压器磁心，可以在低磁通密度或高磁通密度下使用。这类磁心通常成对使用，组成闭合磁路。常用规格可细分为 EE 型、EI 型、ETD(EC) 型；新开发的有 EPC、 EFD 型等，在平面变压器中使用。 ① EE 型磁心常用规格有 EE13、EE16、EE19、EE20、EE22、EE25、EE28、EE30、EE40、EE55等。分别表示磁心的外形尺寸。有的适用于开关电源变压器，有的可制作驱动变压器，脉冲变压器等。平面变压器采用更小尺寸的规格，如 EE5、EE10 等。 ② EI 型磁心用一个 E 型和一个条型磁心配对作用，常用规格有 EI22、EI25、EI28、EI30、EI35、EI40、EI50等，这类磁心可以制作开关电源的变压器，也在彩电中制作枕校变压器，近年来，在平面变压器中采用更小规格除菌过滤器磁心，
如 EI14、EI18 等。 ③ ETD(EC) 型磁心国际电工委员会早在 1992 年就推荐了 ETD 磁心尺寸系列，以后又陆续将尺寸系列作了一些扩展，这类磁心中心柱为圆形截面（见图1-1.3）， 与相同面积的方形截面相比，绕线长度短，因而微孔滤膜铜耗小，漏感也低。这类磁心国内习惯于称为 EC 型磁心，国外也有称为 ER 型磁心。国际标准推荐的尺寸规格有 ETD19、ETD29、ETD34、ETD39、ETD44、ETD49、ETD54、ETD59。这类磁心主要用于制作功率变压器和扼流图，更适合高频使用。在平面变压器推荐使用低矮形的 ER 型磁心，尺寸规格有 ER95、ER11、ER14.5。
1.初始磁导率i μ 初始磁导率是磁性材料的磁导率（B/H ）在磁化曲线始端的极限值，即 i μ=01μ0H lim →H B 式中0μ为真空磁导率（4л×710-H/m ） H 为磁场强度（A/m ） B 为磁通密度（T ） 2.有效磁导率e μ 在闭合磁路中，如果漏磁可忽略，可以用有效磁导率来表征磁芯的性能。 e μ=20N L ?μ﹒e e A L 式中 L 为装有磁芯的线圈的电感量（H ） N 为线圈匝数 Le 为有效磁路长度（m ） e A 为有效截面积（2m ） 0μ为真空磁导率（4л×710-H/m ） 3. 饱和磁通密度Bs(T) 磁化到饱和状态的磁通密度。见图1. 4.剩余磁通密度Br(T) 从饱和状态去除磁场后，剩余的磁通密度。见图1.
5.矫顽力Hc(A/m) 从饱和状态去除磁场后，磁芯继续被反向磁场磁化，直至磁通密度减为零，此时的磁场强度称为矫顽力。见图1. 6.损耗因数 tanδ 损耗因数是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三者之和 tanδ =tan h δ+tan e δ+tan r δ 式中tan h δ为磁滞损耗因数 tan e δ为涡流损耗因数 tan r δ为剩余损耗因数 7.相对损耗因数 tanδ/μ 相对损耗因数是损耗因数与磁导率之比 tanδ/i μ（适用于材料） t anδ/e μ（适用于磁路中含有气隙的磁芯） 8.品质因数Q 品质因数为损耗因数的倒数： Q=1/tanδ 9.温度系数μα（1/K ） 温度系数为温度在T1和T2范围内变化时，每变化1K 相应的磁导率的相对变化量： μα=1 2112T T 1-?-μμμ （T2＞T1） 式中1μ 为温度为1T 时的磁导率 2μ 为温度为2T 时的磁导率 10.相对温度系数r μα(1/k) 温度系数和磁导率之比：r μα=1222 12T T 1-?-μμμ （T2>T1）
铁氧体磁性材料的制备及研究进展 【摘要】铁氧体磁性材料是一类非常重要的无机功能材料,其应用涉及到电子、信息、航天航空、生物医学等领域。综述了铁氧体磁性材料的研究进展及其应用,分析了铁氧体磁性材料的制备方法，展望了研究和开发铁氧体磁性材料的新性能和新技术的应用前景。 【关键词】铁氧体磁性材料；研究进展；制备 铁氧体是一种非金属磁性材料,又称磁性瓷。人类研究铁氧体是从20世纪30年代开始的,早期有日本、荷兰等国对铁氧体进行了系统的研究;在20世纪40年代开始有软磁铁氧体的商品问世;20世纪50年代是铁氧体蓬勃发展的时期。1952年磁铅石硬磁铁氧体研制成功;1956年又在此晶系中开发出平面型的超高频铁氧体,同时发现了含稀土元素的石石型铁氧体,从而形成了尖晶石型、磁铅石型和石榴石型三大晶系铁氧体材料体系,应该说铁氧体的问世是强磁学和磁性材料发展史上的一个重要里程碑。至今铁氧体磁性材料已在众多高技术领域得到了广泛的应用。因此,有必要对铁氧体磁性瓷材料的研究动态进行总结以及对其发展进行展望。 1.铁氧体磁性材料的研究进展 近年来,国外学者在研究和改进磁性材料的同时,进行了卓有成效的新探索,其重点的研究和应用主要集中在以下几个方面。 1.1 铁氧体吸波材料 由于科学技术的迅猛发展,在武器的隐身技术和电子计算机防信息泄露技术中,以及在生物学中的热效应方面,铁氧体作为吸波材料方面的应用尤为重要。铁氧体吸波材料通常分为尖晶石型铁氧体与六角晶系铁氧体两种类型,其中尖晶石型铁氧体应用历史最长,但尖晶石型铁氧体的电磁参数(介电常数和磁导率)都比较小,而且难以满足相对介单一铁氧体难以满足吸收频带宽、厚度薄和面密度小的要求,所以近年来研究者主要集中研究复合铁氧体材料以及纳米尺寸的铁氧体来控制其电磁参数[1]。铁氧体纳米磁性材料作为微波的吸收体,纳米级的微粒材料的比表面积比常规粗粉大3～4个数量级,吸收率高,一方面,它能吸收空气中的游离的分子或介质中其他分子通过成键方式连接在一起,造成各向异性的改变。另一方面,在微波场中,活性原子及电子运动加剧,促使磁化,最终将电磁能转化为热能,从而增加吸收体的吸波能力。在应用方面,铁氧体吸波材料可分为结构型(整体烧结成一定形状的器件)和涂敷型(用铁
软磁材料测量measurement of soft magnetic material 反映软磁材料磁特性的各种磁学参量的测量，是磁学量测量的内容之一。软磁材料一般指矫顽力Hc≤1000A/m的磁性材料，主要有低碳钢、硅钢片、铁镍合金、一些铁氧体材料等。软磁材料的各种磁性能决定了由该材料制成的磁性器件或装置的技术特性，因此，软磁材料测量在磁学量测量中占有重要位置。 表征软磁材料的磁特性有各种曲线，可按工业应用要求来选择。这些曲线主要是：工作在直流磁场下的静态磁特性曲线和反映磁滞效应的静态磁特性回线；工作在变化磁场（包括周期性交变磁场，脉冲磁场和交、直流叠加磁场等）之下、包括涡流效应在内的动态磁特性曲线和动态磁特性回线等。这些磁特性曲线的横坐标是加在被测材料上的磁场强度H，纵坐标是材料中的磁通密度B。这种表示方式使这些曲线只反映材料的性质,与材料的形状、尺寸无关。此外，软磁材料的动态磁特性还包括复数磁导率和铁损。 (1)静态磁特性测量 测量材料的静态磁特性曲线和磁特性回线，主要测量方法有冲击法和积分法两种。 ①冲击法：用以测量静态磁特性曲线，测量线路见图1。材料试样制成镯环形，并绕以磁化线圈和测量线圈。前者通过换向开关、电流表和调节电流的可变电阻接到直流电源上；后者接到冲击检流计上（见检流计）。开始测量时，通过电流表将磁化线圈中的电流调到某一数值，由电流表的读数、磁化线圈的匝数，以及材料试样的磁路几何参数，可计算出磁场强度H值。然后，利用换向开关、快速改变磁化线圈中的电流方向，使材料试样中的磁通密度的方向突然改变，于是在测量线圈中感应出脉冲电动势e，e使脉冲电流流过冲击检流计。检流计的最大冲掷与此脉冲电流所含的电量Q，也就是磁通的变化（△φ）成比例。△φ在数值上等于材料试样中磁通的两倍。由冲击检流计的读数和冲击常数（韦伯/格），以及材料试样的等效截面，可计算出相应的磁通密度B值。改变磁化电流，可测出静态磁特性曲线所需的所有数据。此种方法的准确度约为1％。 此主题相关图片如下：
软磁铁氧体磁芯现下的市场形态 发布时间：2014-7-7 9:59:17 浏览次数：16 软磁铁氧体磁性材料和软磁铁氧体磁芯统称软磁铁氧体，长期以来软磁铁氧体产量的增长是建立在其生产技术和应用技术共同发展的基础之上的。电子技术的飞速发展，对软磁铁氧体器件，如电感器、变压器、滤波器等不断提出了各种新的要求，这种要求促进了软磁铁氧体的发展，如适应开关电源向高频化发展的高频低功耗功率铁氧体材料，适应光纤通信和数字技术发展的宽频带变压器和抗干扰扼流圈用的高磁导率与宽频带铁氧体材料，同时具有高μ与高Bs的材料（双高材料），适应高清晰度和大屏幕显示器发展的偏转线圈和回扫变压器用高频低损耗功率材料，以及适应表面贴装技术发展的平面电感器和变压器用低烧结温度和低热阻的铁氧体材料等等，就是生产和应用技术共同发展的最直接结果。 在开发和研究过程中，由于软磁铁氧体材料和磁芯的研究始终结合在一起，从而形成了由各种软磁铁氧体材料制成的各种形状的磁芯，所有这些材料及磁芯的不同组合可以具有各种不同的性能、特点和用途，以满足各种需求。 软磁铁氧体磁芯材料是一种用途广、产量大、成本低的电子工业及机电工业和工厂产业的基础材料，是其重要的支柱产品之一，它的应用直接影响电子信息、家电工业、计算机与通讯、环保及节能技术的发展，亦是衡量一个国家经济发达程序的标志之一。 软磁铁氧体材料是品种最多、应用最广的一类磁性功能材料，也是铁氧体材料中发展最早的一类材料。自从1935年荷兰Philip实验室研究开发成功至今已有将近七十年的历史，其性能也已得到了很大的改进和提高。由于这类材料具有高的本征电阻率ρ，所以在交流条件下具有许多金属软磁材料所无法比拟的优越性且价格低廉，并可制成各种形状的磁芯，因此，在高频区一般都使用软磁铁氧体材料。用这类材料制成的磁芯被广泛应用于通信、广播、电视、自动控制、航天技术、计算机技术、电子设备及其它IT产业中来制作各种类型的电感器、变压器、扼流圈、抑制器和滤波器等器件。 目前由于软磁铁氧体具有广阔的发展前景和可预期的市场潜力，从而成为世界各国铁氧体公司开发和研究的重点。权威机构对全球软磁行业的评估认为，世界软磁铁氧体需求量的平均增长速度在今后几年中将继续保持在10%～15%的水平。由此可以看出，开发具有自己独立知识产权的可批量生产的综合性能好的软磁铁氧体材料并迅速占领市场已经成为各个公司的当务之急。本文在对软磁材料，特别是软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势进行综合分析之后，指出了一些研究和开发人员在材料研究中普遍容易忽视的问题。 一、软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势 一般地，从应用角度来分，软磁铁氧体材料主要分为功率材料和高磁导率材料两大类，为适应世界电子技术发展的需要，这两类铁氧体材料都已经得
常用铁氧体磁芯资料
PM型磁芯PM CORES 型号尺寸Dimensions(mm) Type A B C D E F PM50 49.15±0.85 39.65±0.65 19.70±0.30 5.50±0.10 26.80±0.40 38.80±0.20 PM62 61.00±1.00 48.0min 25.00±0.70 5.30±0.30 33.80±0.60 48.80±0.50 PM74 74.00 0 57.0min 29.00±1.00 5.40±0.30 41.00±0.80 59.00±0.60 -3.0 PM87 87.00 +2.0 66.5min 31.70±1.50 8.50±0.40 48.40±0.80 70.00±0.80 -3.0 PM114 114.00 0 88.0min 42.00±1.50 5.40±0.40 63.80±0.80 92.50±0.50 -5.0 型号磁芯参数Core parameter 重量LP2 LP3 Type C1 (mm- 1) Ae (mm2) le (mm) Ve (mm3) weight (g/pr.) AL(nH/N2 ±25%) Pc(W) (max) AL(nH/N2 ±25%) Pc(W) (max) PM50 0.227 370 84.0 31000 140 7700 3.1 PM62 0.190 570 109 62000 385 9700 6.2 PM74 0.162 790 128 101000 470 10000 3.5* PM87 0.161 910 146 133000 817 13000 4.0* 13000 2.7* PM114 0.116 1720 200 344000 1886 18000 10.3* 16000 6.9* 注:AL:1kHz,0.5mA,100Ts Pc:25kHz,200mT,100℃ 100kHz,200mT,100℃ EE型磁芯 EE CORES
锰锌软磁铁氧体材料的制备及研究新进展 摘要: 目前国外制备锰锌铁氧体材料的主要方法及研究进展, 包括传统的干法工艺(瓷工艺)和湿法工艺等, 同时指出了各种制备方法的优缺点。认为煅烧条件的控制及产品粒径的分布是影响材料磁性能的关键,湿法工艺中的溶胶-凝胶法和水热法是今后研究的主要方向。 关键词: 锰锌铁氧体制备研究发展 1.引言: 锰锌铁氧体又称磁性瓷,是具有尖晶石结构的软磁铁氧体材料,与同类型的金属磁性材料相比,它具有电阻率高,涡流损耗小等特点,因其具有高磁导率、低矫顽力和低功率损耗等物理化学性能,被广泛应用于电子工业,主要用来制造高频变压器、感应器、记录磁头和噪声滤波器等。随着电子工业的飞速发展,对磁性材料性能的要求也越来越高。适用于不同场合的高品质磁性材料的制备研究越来越受到人们的广泛关注。为了推动该领域研究工作的进展,结合笔者近年来的研究工作实际,我们从不同角度出发,对国外制备锰锌铁氧体磁性材料的研究进展情况作以述评。 2. 锰锌铁氧体的性能特点及其改良途径 2. 1 锰锌铁氧体的性能特点 作为一种软磁铁氧体材料,对锰锌铁氧体性能的基本要起始磁导率要高, 磁导率的温度系数要小, 以适应温度变化。同时矫顽力要小, 以便能在弱磁场下磁化, 也容易退磁。此外比损耗因素要小, 电阻率高，这样材料的损耗小, 适用于高频应用。与磁性金属材料相比,尽管锰锌铁氧体具有电阻率高、涡流损耗小等优点,但同时它也存在着饱和磁感应强度低、磁导率不高、居里点低、磁导率的温度系数高等不足之处,改善锰锌铁氧体的磁性能的研究正日益受到人们的广泛关注。 2. 2 改善锰锌铁氧体磁性能的主要途径
欲提高锰锌铁氧体的磁性能应从两方面着手: 一是对材料化学成份的比例调整, 包括各种稀土元素的加入等;二是设法调整材料晶粒粒度及外观形貌。有关研究表明: 配方中 F e3O 4的适量存在,使Fe2O 3在配方中含量为53~ 63. 5m o% 时, 有利于降低磁致伸缩系数, 提高磁导率; 另外,晶粒越大,晶界越整齐,材料的起始磁导率也越高;通过控制制备条件,在提高晶粒粒度的同时降低空隙率是人们追求的目标;平均粒径在10 ~ 20Lm材料的结构特点是晶粒粗大、晶界明显、密度高、孔隙率低、磁性能良好;晶粒大小还影响矫顽力的大小, 晶粒愈大, 矫顽力愈小,有利于材料的应用。此外,铁氧体中的气孔,一方面阻碍畴壁的移动,另一方面也减少涡流损耗。一般来说,孔隙率高的铁氧体损耗较小,但磁导率下降。3. 锰锌铁氧体的制备方法 锰锌铁氧体磁性材料的制备方法主要有传统的干法工艺和湿法工艺两大类。 3. 1 干法工艺 干法工艺又称瓷工艺,它是以氧化铁( F e2O3 )、氧化锌( ZnO )和氧化锰(M nO )或铁、锌、锰的金属盐为原料通过研磨、干燥、煅烧、实现初步铁氧体化,经二次研磨、干燥、造粒得到锰锌铁氧体颗粒,颗粒经成型、烧结,干法工艺的关键环节是煅烧、研磨和烧结,它们直接影响锰锌铁氧体材料的颗粒形状和粒径分布等微观结构, 从而影响所得锰锌铁氧体的磁性能。Yung-T sen Ch ien等研究了煅烧程度对锰锌铁氧体(M n0. 764 Zn0. 187 Fe2. 049O4 )磁性质的影响。认为将材料煅烧所得样品具有较高的磁导率和较低的损耗系数。还有人研究了烧结温度对锰锌铁氧体磁性质的影响,他们认为:锰锌铁氧体的磁化强度和磁导率随烧结体密度的增加而增加,而烧结体的密度取决于烧结温度和合成锰锌铁氧体所用的原料。在烧结过程中,温度过高会使锌氧化物蒸发,从而导致锰锌铁氧体磁导率的下降;烧结温度过低,则固相反应不完全,性能达不到要求。干法工艺简单、配料容易调整,该法的缺点是:原料物性相差很大, 难以混合均匀,所得产品性能不稳定;高温煅烧,能耗高,粉末飞扬严重,生产环境差;必须研磨处理,会引入杂质污染,对原料要求高,生产成本高等。 3. 2 湿法工艺 由于干法工艺所制的锰锌铁氧体材料均匀性差,所以近20年来,人们越来
一。下面的是行业标准 1.1 GB／T9637－88《磁学基本术语和定义》，等同采用IEC50－901，代替等同采用IEC205的SJ／T1258－77《磁性材料与器件术语及定义》。 1.2 JJG1013－89《磁学计量常用名词术语和定义》（试行）为中华人民共和国国家计量检定规程，非等效采用IEC50－901制定的，和GB／T9677－88出自于一个文本，基本上都是一个翻译问题，内容基本一样，只是翻译成的中文表述不同。 1.3 SJ／T103213－91《铁氧体材料牌号与元件型号命名方法》，代替SJ／T1582－80。 本标准规定软磁铁氧体材料用R表示，如R20表示磁导率为20的软磁铁氧体材料。软磁铁氧体材料牌号已被等同采用IEC1332（1995）《软磁铁氧体材料分类》的电子行业标准SJ／T1766－97代替。 1.4 SJ／Z1766－81《软磁铁氧体材料系列及测试方法》 1.5 SJ／T1766－97《软磁铁氧体材料分类》电子行业标准等同采用IEC1332（1995） 1.6 GB／T9634－88《磁性氧化物外形缺陷极限规范的指南》等同采用IEC424（1973）制定 1.7 GB／T9632－88《通信用电感器和变压器磁芯测量方法》本标准等同采用IEC367－1（1982）制定。 1.8 GB／T9635－88《天线棒测量方法》本标准等同采用IEC492（1975）制定。 1.9 SJ／T3175－88《磁性氧化物圆柱形磁芯、管形磁芯及螺纹磁芯的测量方法》本标准等同采用IEC732（1982）制定。 1.10 SJ／T10281－91《磁性零件有效参数的计算》等同采用IEC205（1966）、205AMD （1976）、205AMD2（1981）制定。 1.11 GB／T11439－89《通信用电感器和变压器磁芯第二部分：性能规范起草导则》，等同采用IEC367－2（1974）、367－2AMD1（1983）、367－2A（1976）制定。GB／T11439－89在1995年国家标准消化整理以后，被转化为电子行业标准SJ／T11076－96。 1.12 SJ／T9072．3－97《变压器和电感器磁芯制造厂产品目录中有关铁氧体材料资料的导则》等同采用IEC401（1993，第二版），代替SJ／Z9072－3－87二。以下为搜集整理 2.1前景广阔的软磁铁氧体材料
常用铁氧体磁芯规格、型号与技术参数 功率铁氧体磁芯 EI EE EE PQ EC EI60 EE80 EE35 PQ50/50 EC90 EI50 EE72 EE30 PQ40/40 EC70 EI40 EE70 EE25 PQ35/35 EC52 EI35 EE60 EE19 PQ32/30 ECI70 EI33 EE55 EE16 PQ32/20 EER49/54 EI30 EE50 EE13 PQ26/25 EER49/43 EI28 EE49 EE10 PQ26/20 EER49/38 EI25 EE42 — PQ20/20 EER42/43 EI22 EE42/20 — PQ20/16 EER42/45 EI19 — — — EER40/45 EI16 — — UF102 EER28L 常用功率铁氧体材料牌号技术参数 项目 条件 单位 PC30 PC40 2500B B25 3C8 N27 μi — — 2500 2300 2500 2300 2000 2000 Bms H=1200A/m mT 510 510 490 510 450 510 Br H=800A/m mT 117 95 100 130 — — Hc — A/m 12 14.3 15.9 15.9 18.8 20 Tc — ℃ >230 >215 >230 >220 >200 >220 P 200mT23℃ 25KHz60℃ 100℃ KW/m3 130 600 95 600 900 48 KW/m3 90 — 70 — — — KW/m3 100 — 75 — — — 100mT60℃ 100KHz100℃KW/m3 — 450 — 450 — — KW/m3 — 410 — 410 — — 公司 — — TDK TDK TOKIN TOKIN FERROCXLUB E SIEMENS
软磁铁氧体材料和磁心概述 软磁铁氧体材料和磁心概述 软磁铁氧体材料分类 铁氧体又称氧化物磁性材料，它是由铁和其它金属元素组成的复合氧化物。铁氧体采用陶瓷工艺，经高温烧结而制成各种形状的零件。实际上，所有在金属磁性材料中出现的磁现象，在铁氧体中也能观察到，但是有两个基本不同点：一是铁氧体的饱和磁化强度远远低于金属磁性材料，通常为金属材料的一半到五分之一；二是铁氧体的电阻率比金属磁高一百万倍以上。由于这种区别，对于低频（1000 赫兹以下）高功率的磁心一般采用金属磁性材料，用于较高频率（1000 赫兹以上）磁心采用铁氧体材料。按照铁氧体的特性和用途，可把铁氧体分为永磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁等五类；如果按照铁氧体的晶格类型来分，最重要的有尖晶石型、石榴石型和磁铅石型等三大类。高频变压器和电器中主要使用软磁铁氧体材料，因此下面主要叙述软磁铁氧体材料的分类及特性。大多数软磁铁氧体属尖晶石结构，一般化学表示式为MeFe 2O 4，这里 Me 表示二价金属元素，如：Mn、Ni、Mg、Cu、Zn等。软磁铁氧体材料是各种铁氧体材料中产量最多，用途最广泛的一种。这类材料的主要特点是起始磁导率高和矫顽力低，即容易磁化也极易退磁，其磁滞回线呈细而长形状。软磁铁氧体材料可按化学成分、磁性能、应用来进行分类。若按化学成分来分类，则主要可分为 MnZn 系、NiZn系和 MgZn 系三大类。MnZn 系铁氧体具有高的起始磁导率，较高的饱和磁感应强度，在无线电中频或低频范围有低的损耗，它是，1兆赫兹以下频段范围磁性能最优良的铁氧体材料。常用的MnZn 系铁氧体，其起始磁导率μi=400～20000，饱和磁感应强度 BS=400～530mT。MnZn 系铁氧体广泛制作开关电源变压器、回扫变压器、宽带变压器、脉冲变压器、抗电磁波干扰滤波电感器及扼流圈等，是软磁铁氧体中产量最大的一种材料（按重量计约占 60%）。NiZn 系铁氧体使用频率 100kHz～100MHz，最高可使用到300MHz。这类材料磁导率较低，电阻率很高，一般为 105～107Ωcm。因此，高频涡流损耗小，是 1MHz 以上高频段磁性能最优良有材料。常用的 NiZn 系材料，磁导率μi=5～1500，广泛用于制作各种高频固定电感器，可调电感器，谐振回路线圈，线性调节线圈抗电磁波干扰线圈等。附加少量 CuO 的 NiCuZn 系材料，最近在表面安装片式电感器中得到广泛应用。NiZn 系材料制成的各类小型磁心产量很大（按数量计），但按重量计的约占软磁铁氧体材料的 10% 左右。MgZn 系铁氧体材料中附加小量 MnO 后制成 MgMnZn系材料，电阻率较高，广泛用于制作各种显象管或显示的偏转线圈磁心，数量很大，产量约占软磁铁氧体材料的30%（按重量计）左右。MgZn 系铁氧体在某些高频电感线圈及天线线圈中也得到应用。
z变压器基础知识 1、变压器组成： 原边（初级primary side ） 绕组 副边绕组（次级secondary side ） 原边电感（励磁电感）‐‐magnetizing inductance 漏感‐‐‐leakage inductance 副边开路或者短路测量原边 电感分别得励磁电感和漏感 匝数比：K=Np/Ns=V1/V2 2、变压器的构成以及作用： 1）电气隔离 2）储能 3）变压 4）变流 ●高频变压器设计程序： 1.磁芯材料 2.磁芯结构 3.磁芯参数 4.线圈参数 5.组装结构 6.温升校核 1.磁芯材料 软磁铁氧体由于自身的特点在开关电源中应用很广泛。 其优点是电阻率高、交流涡流损耗小，价格便宜，易加 工成各种形状的磁芯。缺点是工作磁通密度低，磁导率 不高，磁致伸缩大，对温度变化比较敏感。选择哪一类 软磁铁氧体材料更能全面满足高频变压器的设计要求， 进行认真考虑，才可以使设计出来的变压器达到比较理 想的性能价格比。 2.磁芯结构 选择磁芯结构时考虑的因数有：降低漏磁和漏感， 增加线圈散热面积，有利于屏蔽，线圈绕线容易，装配 接线方便等。 漏磁和漏感与磁芯结构有直接关系。如果磁芯不需 要气隙，则尽可能采用封闭的环形和方框型结构磁芯。 3.磁芯参数： 磁芯参数设计中，要特别注意工作磁通密度不只是受磁化曲线限制，还要受损耗的限制，同时还与功率传送的工作方式有关。 磁通单方向变化时：ΔB=Bs‐Br，既受饱和磁通密度限制，又更主要是受损耗限制，（损耗引起温升，温升又会影响磁通密度）。工作磁通密度Bm=0.6～0.7ΔB 开气隙可以降低Br,以增大磁通密度变化值ΔB，开气隙后，励磁电流有所增加，但是可以减小磁芯体积。对于磁通双向工作而言： 最大的工作磁通密度Bm，ΔB=2Bm。在双方向变化工作模式时，还要注意由于各种原因造成励磁的正负变化的伏秒面积不相等，而出现直流偏磁问题。可以在磁芯中加一个小气隙，或者在电路设计时加隔直流电容。 4.线圈参数： 线圈参数包括：匝数，导线截面（直径），导线形式，绕组排列和绝缘安排。 导线截面（直径）决定于绕组的电流密度。通常取J为2.5～4A/mm2。导线直径的选择还要考虑趋肤效应。如必要，还要经过变压器温升校核后进行必要的调整。 4.线圈参数： 一般用的绕组排列方式：原绕组靠近磁芯，副绕组反馈绕组逐渐向外排列。下面推荐两种绕组排列形式： 1）如果原绕组电压高（例如220V），副绕组电压低，可以采用副绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组，原绕组在最外层的绕组排列形式，这样有利于原绕组对磁芯的绝缘安排； 2）如果要增加原副绕组之间的耦合，可以采用一半原绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组和副绕组，最外层再绕一半原绕组的排列形式，这样有利于减小漏感。 5.组装结构：
软磁铁氧体材料的发展趋势及产业化研究 和开发的几个误区 刘亚丕1,2，何时金3，包大新3，任旭余3 （1．浙江大学材料与化学工程学院材料科学与工程学系，浙江杭州 310027； 2．横店集团东磁有限公司博士后科研工作站，浙江东阳 322118； 3．横店集团东磁有限公司中央研究所，浙江东阳 322118） 摘要：纳米结构的金属软磁材料的崛起，使高频性能优良的铁氧体软磁材料面临着巨大的挑战。本文在对软磁材料，特别是软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势进行综合分析之后，指出了一些当前在软磁材料研究和开发中普遍容易忽视的问题。 关键词：软磁材料；铁氧体软磁材料；纳米晶软磁材料；发展趋势；产业化
软磁铁氧体材料是品种最多、应用最广的一类磁性功能材料，也是铁氧体材料中发展最早的一类材料。自从1935年荷兰Philip实验室研究开发成功至今已有将近七十年的历史，其性能也已得到了很大的改进和提高。由于这类材料具有高的本征电阻率ρ，所以在交流条件下具有许多金属软磁材料所无法比拟的优越性且价格低廉，并可制成各种形状的磁芯，因此，在高频区一般都使用软磁铁氧体材料。用这类材料制成的磁芯被广泛应用于通信、广播、电视、自动控制、航天技术、计算机技术、电子设备及其它IT产业中来制作各种类型的电感器、变压器、扼流圈、抑制器和滤波器等器件。 软磁铁氧体材料和软磁铁氧体磁芯统称软磁铁氧体，长期以来软磁铁氧体产量的增长是建立在其生产技术和应用技术共同发展的基础之上的。电子技术的飞速发展，对软磁铁氧体器件，如电感器、变压器、滤波器等不断提出了各种新的要求，这种要求促进了软磁铁氧体的发展，如适应开关电源向高频化发展的高频低功耗功率铁氧体材料，适应光纤通信和数字技术发展的宽频带变压器和抗干扰扼流圈用的高磁导率与宽频带铁氧体材料，同时具有高μ与高B s的材料（双高材料），适应高清晰度和大屏幕显示器发展的偏转线圈和回扫变压器用高频低损耗功率材料，以及适应表面贴装技术发展的平面电感器和变压器用低烧结温度和低热阻的铁氧体材料等等，就是生产和应用技术共同发展的最直接结果。在开发和研究过程中，由于软磁铁氧体材料和磁芯的研究始终结合在一起，从而形成了由各种软磁铁氧体材料制成的各种形状的磁芯，所有这些材料及磁芯的不同组合可以具有各种不同的性能、特点和用途，以满足各种需求。 目前由于软磁铁氧体具有广阔的发展前景和可预期的市场潜力，从而成为世界各国铁氧体公司开发和研究的重点。权威机构对全球软磁行业的评估认为，世界软磁铁氧体需求量的平均增长速度在今后几年中将继续保持在10%～15%的水平。由此可以看出，开发具有自己独立知识产权的可批量生产的综合性能好的软磁铁氧体材料并迅速占领市场已经成为各个公司的当务之急。本文在对软磁材料，特别是软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势进行综合分析之后，指出了一些研究和开发人员在材料研究中普遍容易忽视的问题。 1 软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势 一般地，从应用角度来分，软磁铁氧体材料主要分为功率材料和高磁导率材料两大类，为适应世界电子技术发展的需要，这两类铁氧体材料都已经得到了很大的发展，并且它们各自的分类也越来越细。现代功率铁氧体材料也主要分为两大类：一类主要用于高频开关电源，即所谓高频低功耗材料；另一类主要用于高清晰度彩色电视机和显示器，即所谓偏转磁芯（Deflection Yoke）。我国在1997年发布的SJ/T1766-1997《软磁铁氧体材料分类》行业标准中，按工作频率的不同把功率铁氧体材料分成了PW1～PW5五类：PW1材料的工作频率为15～100kHz；PW2的为25～200kHz；PW3的为100～300kHz；PW4的为0.3～1MHz；PW5的为1～3MHz。目前，国内的大多数企业都已经能大批量生产出相当于PW1～PW3的材料，部分企业也已经研究开发出了相当于PW4和PW5的材料，并且这些材料在各方面的性能指标也都已经基本上达到甚至超过了国外同类产品的先进水平，但对此类产品能实现大批量生产的企业还为数不多。 自日本TDK公司在国际上最早批量生产各种软磁铁氧体磁芯以来，因其特殊
软磁铁氧体材料基本类别及主要应用(Features and applicat ion of Soft magnet) 软磁铁氧体按成份一般分为MnZn、NiZn系尖晶石和平面型两大类。前者主要用于低、中频(MnZn)和高频(NiZn)，后者可用于特高频范围；从应用角度又可分高磁导率μi、高饱和磁通密度Bs、高电阻率及高频大功率(又称功率铁氧体)等几大类。由于软磁铁氧体在高频作用下具有高导磁率、高电阻率、低损耗等特点，同时还具有陶瓷的耐磨性，因而被广泛用于工业和民用等领域。工业产品主要用于计算机、通信、电磁兼容等用开关电源、滤波器和宽带变压器等方面；民用产品主要用于电视机、收录机等电子束偏转线圈、回扫变压器、中周变压器、电感器及轭流圈部分等。 一：国内外研发现状： 在软磁铁氧体磁性材料中一般以μi>5000的材料称为高磁导率，该材料近年来产量不断递增，尤其是随着当今数字技术和光纤通信的高速发展，以及市场对电感器、滤波器、轭流圈、宽带和脉冲变压器的需求大量增加，它们所使用的磁性材料都要求μi>10000以上，从而可使磁芯体积缩小很多，以适应元器件向小型化、轻量化发展要求。另外为满足使用需求，这类高磁导率小磁芯表面必须很好，平滑圆整，没有毛刺，且表面上须涂覆一层均匀、致密、绝缘、美观的有机涂层，针对这一技术难点，高磁导率软磁铁氧体产业需求中迫切希望再提高该功能材料的磁导率(μi>10000)。 上世纪90年代后，一些国外知名公司如日本TDK、TOKIN、HITACHI、IROX-NKK、FDK、KAWATETSU等、德国SIEMENS、荷兰Philips、美国SPANG磁性分公司等相继研发出新一代超高磁导率H5D(?i=15000)、H5E(?i=18000)铁氧体材料。日本TDK公司是全球磁性材料最富盛名的领头羊企业，他们在早期生产的H5C2(?i=10000)基础上，又先后开发了H5C3(?i=12000)、H5D(?i=15000)和H5E(?i=18000)等系列高?软磁铁氧体材料；90年代末已试验成功?i=20000的超高磁导率Mn-Zn铁氧体材料。TOKIN公司已向市场推出了12000H(?i=12000)、15000H(?i=15000)和18000H(?i=18000)的铁氧体材料。德国西门子、荷兰飞利浦、美国SPANG公司分别开发的高磁导率软磁铁氧体T42、T46、T56、3E6、3E7和MAT-W、MAT-H材料，其中T46:?i=15000、3E7:?i=15000、MA T-H:?i=15000，2000年西门子和飞利浦公司研制的T56、3E9材料最高磁导率已超过?i=18000。 虽然，我国软磁铁氧体工业发展较快，现有的生产厂家通过技术改造和工艺改进已取得不少成果，产品质量和产量得到明显提高，但目前国内只能大量生产?i=5000-7000的低档铁氧体材料，在高磁导率锰锌铁氧体材料研发生产上，国内与国外的水平与距离相差甚远，且大多数企业生产规模还太小，年产量普遍在1000吨以下，μi>10000的材料生产厂家更是屈指可数，而初具规模的国外公司一般年产软磁铁氧体在3000吨以上，TDK、FDK等公司年产量更是高达20000吨以上。依据我国磁性行业协会的统计，1999年我国生产μi=8000-10000材料的产量很少，但2000年后生产这类中低档软磁铁氧体材料却有较大改观。上海、浙江、