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磁性材料

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磁性材料

磁性材料

主要是指由过度元素铁,钴,镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。

磁性材料从材质和结构上讲,分为“金属及合金磁性材料”和“铁氧体磁性材料”两大类,铁氧体磁性材料又分为多晶结构和单晶结构材料。

从应用功能上讲,磁性材料分为:软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料、旋磁材料等等种类。软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料中既有金属材料又

有铁氧体材料;而旋磁材料和高频软磁材料就只能是铁氧体材料了,因为金属在高频和微波频率下将产生巨大的涡流效应,导致金属磁性材料无法使用,而铁氧体的电阻率非常高,将有效的克服这一问题、得到广泛应用。

磁性材料从形态上讲。包括粉体材料、液体材料、块体材料、薄膜材料等。

磁性材料的应用很广泛,可用于电声、电信、电表、电机中,还可作记忆元件、微波元件等。可用于记录语言、音乐、图像信息的磁带、计算机的磁性存储设备、乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡等。

顺磁性paramagnetism

顺磁性物质的磁化率为正值,比反磁性大1~3个数量级,X约10-5~10-3,遵守Curie定律或Curie-Weiss定律。物质中具有不成对电子的离子、原子或分子时,存在电子的自旋角动量和轨道角动量,也就存在自旋磁矩和轨道磁矩。在外磁场作用下,原来取向杂乱的磁矩将定向,从而表现出顺磁性。

顺磁性是一种弱磁性。顺磁(性)物质的主要特点是原子或分子中含有没有完全抵消的电子磁矩,因而具有原子或分子磁矩。但是原子(或分子)磁矩之间并无强的相互作用(一般为交换作用),因此原子磁矩在热骚动的影响下处于无规(混乱)排列状态,原子磁矩互相抵消而无合磁矩。但是当受到外加磁场作用时,这些原来在热骚动下混乱排列的原子磁矩便同时受到磁场作用使其趋向磁场排列和热

骚动作用使其趋向混乱排列,因此总的效果是在外加磁场方向有一定的磁矩分量。这样便使磁化率(磁化强度与磁场强度之比)成为正值,但数值也是很小,一般顺磁物质的磁化率约为十万分之一(10-5),并且随温度的降低而增大。

抗磁性diamagnetism

抗磁性是一些物质的原子中电子磁矩互相抵消,合磁矩为零。但是当受到外加磁场作用时,电子轨道运动会发生变化,而且在与外加磁场的相反方向产生很小的合磁矩。这样表示物质磁性的磁化率便成为很小的负数(量)。磁化率是物质在外加磁场作用下的合磁矩(称为磁化强度)与磁场强度之比值,符号为κ。一般

抗磁(性)物质的磁化率约为负百万分之一(-10-6)。

磁畴

磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理。所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列,但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同,如图所示。各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。宏观物体一般总是具有很多磁畴,这样,磁畴的磁矩方向各不相同,结果相互抵消,矢量和为零,整个物体的磁矩为零,它也就不能吸引其它磁性材料。也就是说磁性材料在

正常情况下并不对外显示磁性。只有当磁性材料被磁化以后,它才能对外显示出磁性。

铁磁性Ferromagnetism

铁、钴、镍及一些稀土元素存在独特的磁性现象称为铁磁性,这个名称的由来是因为铁是具有铁磁性物质中最常见也是最典型的。钐(Samarium),钕(neodymium)与钴的合金常被用来制造强磁铁。

铁磁性材料存在长程序,即磁畴内每个原子的未配对电子自旋倾向于平行排列。因此,在磁畴内磁性是非常强的,但材料整体可能并不体现出强磁性,因为不同磁畴的磁性取向可能是随机排列的。如果我们外加一个微小磁场,比如螺线管的磁场会使本来随机排列的磁畴取向一致,这时我们说材料被磁化。材料被磁化后,将得到很强的磁场,这就是电磁铁的物理原理。

当外加磁场去掉后,材料仍会剩余一些磁场,或者说材料"记忆"了它们被磁化的历史。这种现象叫作剩磁,所谓永磁体就是被磁化后,剩磁很大。

当温度很高时,由于无规则热运动的增强,磁性会消失,这个临界温度叫居里温度(Curie temperature)。

如果我们考察铁磁材料在外加磁场下的机械响应,会发现在外加磁场方向,材料的长度会发生微小的改变,这种性质叫作磁致伸缩(magnetostriction)。

概念解析

反铁磁性(antiferromagnetism )是指在无外加磁场的情况下,磁畴内近邻原子或离子的数值相等的磁矩,由于其间的相互作用而处于反平行排列的状态,因而其合磁矩为零的现象。注:①这种材料当加上磁场后其磁矩倾向于沿磁场方向排列,即材料显示出小的正磁化率。但该磁化率与温度相关,并在奈尔点有最大值。②用主要磁现象为反铁磁性物质制成的材料,称为反铁磁材料。反铁磁性是指由于电子自旋反向平行排列。在同一子晶格中有自发磁化强度,电子磁矩是同向排列的;在不同子晶格中,电子磁矩反向排列。两个子晶格中自发磁化强度大小相同,方向相反,整个晶体。反铁磁性物质大都是非金属化合物,如MnO。不论在什么温度下,都不能观察到反铁磁性物质的任何自发磁化现象,因此其宏观特性是顺磁性的,M与H处于同一方向,磁化率为正值。温度很高时,极小;温度降低,逐渐增大。在一定温度时,达最大值。称为反铁磁性物质的居里点或尼尔点。对尼尔点存在的解释是:在极低温度下,由于相邻原子的自旋完全反向,其磁矩几乎完全抵消,故磁化率几乎接近于0。当温度上升时,使自旋反向的作用减弱,增加。当温度升至尼尔点以上时,热骚动的影响较大,此时反铁磁体与顺磁体有相同的磁化行为。反铁磁性物质置於磁场中,其邻近原子之磁矩相等而排列方向刚好相反,因此其磁化率为零。许多过渡元素之化合物都有这种反铁磁性。物质之磁矩是由其内每一原子内之电子之自旋,及轨道运动所产生之磁矩和及原子间之交互作用之和。利用物质之磁矩对中子磁矩作用产生之绕射现象,可以测定物质内原子磁矩之分布方向和次序。利用中子绕射而测得之MnF2和NiO二种反铁磁性物质之磁矩结构。在MnF2反铁磁性物质中,Mn离子其3d轨道未饱和之电子受到磁场磁化之磁矩依面心立方晶格〔Fcc〕而分布,因在每一角落上离子之磁矩都是同一方向。而在其立方面上之离子磁矩都在同一相反方向。其向量和等于零,因而此种物质之磁化率,X等于零。物质在磁场中之取向效应受到热激动的抵抗,因而其磁化率随温度而变。当温度等

于某一温度-尼尔温度(Neel Temperature)时,反铁磁物质的磁化率会稍微上升,当温度超过尼尔温度TN时,则反铁磁性物质之磁性近于顺磁性。

亚铁磁性中文词条名:亚铁磁性

英文词条名:ferromagnetic

在无外加磁场的情况下,磁畴内由于相邻原子间电子的交换作用或其他相互作用。使它们的磁矩在克服热运动的影响后,处于部分抵消的有序排列状态,以致还有一个合磁矩的现象。当施加外磁场后,其磁化强度随外磁场的变化与铁磁性物质相似。

注:

①用主要磁现象为亚铁磁性物质制成的材料,称为亚铁磁材料。在工程技术上,实用的亚铁磁材料多为各类铁氧体和某些金属间化合物。

②铁磁材料与亚铁磁材料统称为强磁材料,简称磁性材料。

永磁材料又称“硬磁材料”。一经磁化即能保持恒定磁性的材料。具有宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁。按其成分可分为铁基、钴基、锰基和铁氧基四大类。广泛用于电子、电气、机械、运输、医疗及生活用品等各个领域中。

钕铁硼,简单来讲是一种磁铁,和我们平时见到的磁铁所不同的是,其优异的磁性能而被称为“磁王”。

钕铁硼中含有大量的稀土元素钕、铁及硼,其特性硬而脆。由于表面极易被氧化腐蚀,钕铁硼必须进行表面涂层处理。表面化学钝

钕铁硼

化是目前很好的解决方法之一。钕铁硼作为稀土永磁材料的一种具有极高的磁能积和矫顽力,同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用,从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。钕铁硼的优点是性价比高,具良好的机械特性;不足之处在于居里温度点低,温度特性差,且易于粉化腐蚀,必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进,才能达到实际应用的要求。

分类

钕铁硼分为烧结钕铁硼和粘结钕铁硼两种,粘结钕铁硼各个方向都有磁性,耐腐蚀;而烧结钕铁硼因易腐蚀,表面需镀层,一般有镀锌、镍、环保锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等。而烧结钕铁硼一般分轴向充磁与径向充磁,根据所需要的工作面来定。

化学成分

钕铁硼永磁材料是以金属间化合物RE2FE14B为基础的永磁材料。主要成分为稀土(Re)、铁(Fe)、硼(B)。其中稀土ND为了获得不同性能可用部分镝(Dy)、镨(Pr)等其他稀土金属替代,铁也可被钴(Co)、铝(Al)等其他金属部分替代,硼的含量较小,但却对形成四方晶体结构金属间化合物起着重要作用,使得化合物具有高饱和磁化强度,高的单轴各向异性和高的居里温度。

第三代稀土永磁钕铁硼是当代磁体中性能最强的永磁体,它的主要原料有稀土金属钕29%-32.5% 金属元素铁 63.95-68.65% 非金属元素硼

1.1-1.2% 少量添加镝0.6-1.2% 铌0.3-0.5% 铝0.3-0.5% 铜0.05-0.15%等元素。

牌号

概述

每类产品按最大磁能积大小划分若干个牌号

钕铁硼磁性材料牌号有:N35—N52,35M—50M,30H—48H,30SH—45SH,28UH—35UH,28EH—35EH。

数字牌号

牌号示例:048021表示(BH)max为366~398kj/m3,Hcj为800KA/m的烧结钕铁硼永磁材料。

字符牌号

烧结钕铁硼永磁材料的牌号由主称和2种磁特性三部分组成,第一部分为主称,由钕元素的化学符号ND,铁元素的化学符号FE和硼元素的化学符号B组成,第二部分为线前的数字,是材料最大磁能积(BH)max的标称值(单位为kj/m3),第三部分为斜线后的数字,磁极化强度矫顽力值(单位为KA/m)的十分之一,数值采用四舍五入取整。

牌号示例:NdFeb380/80表示(BH)max为366~398kj/m3,Hcj为800KA/MR 的烧结钕铁硼永磁材料。

应用

烧结钕铁硼永磁材料具有优异的磁性能,广泛应用于电子、电力机械、医疗器械、玩具、包装、五金机械、航天航空等领域,较常见的有永磁电机、扬声器、磁选机、计算机磁盘驱动器、磁共振成像设备仪表等。

烧结钕铁硼制作工艺流程

工艺流程:配料→ 熔炼制锭/甩带→ 制粉→ 压型→ 烧结回火→ 磁性检测→ 磨加工→ 销切加工→ 电镀→ 成品。其中配料是基础,烧结回火是关键。

钕铁硼磁铁毛坯生产工具和性能检测工具:有熔炼炉、甩带炉、鄂破机、气流磨、压制成型机、真空封装机、等静压机、烧结炉、热处理真空炉、磁性能测试仪、高斯计。

钕铁硼磁铁机加工工具:无心磨,滚圆机,双端磨,平磨,切片机,双面磨,线切割,天津高速,西湖台钻,异形磨等。

钕铁硼表面成分

钕铁硼表面钝化剂,阻止生锈及产生花斑

主要成分:金属表面钝化剂、沉膜剂、表面活性剂、缓冲剂、聚和剂等。

简称:Royce-799系列

适用范围:适用于钕铁硼材质、铸铁、粉末冶金等多种材质的表面直接钝化使用

物理化学性质:

物性外观浅黄色透明液体状物

PH 7.0-9.0

沉膜剂>20%

钝化剂>20%

其他活性剂>4%

医疗作用

钕铁硼是国家863工程计划项目高科技材料,属于高端的稀土材料。在医疗方面,钕铁硼目前已经被广泛用于物理磁疗。传统的磁疗由于采用普通磁石,所以磁场效应并不突出,所以,一直未能在医学界引起重视。自国家863计划广泛开发钕铁硼磁矿石后,由于其优异的磁性能,并且产生的的是一种模拟人体磁场特点的生物磁场,钕铁硼开始广泛应用与医疗领域,相比传统的磁疗效应,作用更加突出,性能更加稳定突出!作用于人体可对人体本身的磁场进行纠偏,并通过增强人体经络的生物电磁能,推动经气运行,从而达到通经络、增加脑部供血供氧、降低大脑皮层末梢神经的兴奋性,增加肺脏、脾脏、肝脏、和肛周等脏器和局部的的供血供氧促进局部的血液循环,和静脉血的回流,降低毛细血管的通透性,促进炎症的吸收和消散并产

生促进骨关节组织新陈代谢、催眠、消炎镇痛、镇静、活血和消除焦虑的效果。目前常用来用于多种疾病的物理治疗。

1.神经系统疾病:如失眠,神经衰弱,头疼等

2.骨关节肌肉系统疾病:颈椎病,骨质增生,肩周炎,腰肌劳损,椎间盘突出等。

3.其他:高血压,脑供血不足,脑血流缓慢,脑梗塞,支气管炎、哮喘、痔疮、便秘等多个系统疾病,以及这些疾病引起的疼痛,麻木等症状。

钕铁硼的发展历史

5000年前人类发现天然磁铁(Fe3O4)

2300年前中国人将天然磁铁磨成勺型放在光滑的平面上,在地磁的作用下,勺柄指南,曰“司南”此即世界上第一个指南仪。

1000年前中国人用磁铁与铁针摩擦磁化,制成世界最早的指南针。

1100年左右中国将磁铁针和方λ盘联成一体,成为磁铁式指南仪,用于航海。

1405-1432郑和凭指南仪开始人类历史上航海的伟大创举。

1488-1521哥伦布,伽马,麦哲伦凭借由中国传来的指南仪进行了闻名全球的航海发现。

1600英国人威廉.吉伯发表了关于磁的专著“磁铁”,重复和发展了前人有关磁的认识和实验。

1785法国物理学家C.库仑用扭枰建立了描述电荷与磁极间作用力的“库仑定律”。

1820丹麦物理学家H.C.奥斯特发现电流感生磁力。

1831英国物理学家M.法拉第发现电磁感应现象。

1873英国物理学家J.C.麦克斯Τ在其专著“论电和磁”中完成了统一的电磁理论。

1898-1899法国物理学家P.居里发现铁磁性物质在特定温度下(居里温度)变为顺磁性的现象。

1905法国物理学家P.I.郎之万基于统计力学理论解释了顺磁性随温度的变化。

1907法国物理学家P.E.外斯提出分子场理论,扩展了郎之万的理论。

1921奥地利物理学家W.泡利提出玻尔磁子作为原子磁矩的基本单λ。美国物理学家A.康普顿提出电子也具有自旋相应的磁矩。

1928英国物理学家P.A.M.狄拉克用相对论量子力学完美地解释了电子的内禀自旋和磁矩。并与德国物理学家W.海森伯一起证明了静电起源的交换力的存在,奠定了现代磁学的基础。

1936苏联物理学家郎道完成了巨著“理论物理学教程”,其中包含全面而精彩地论述现代电磁学和铁磁学的篇章。

1936-1948法国物理学家L.奈耳提出反铁磁性和亚铁磁性的概念和理论,并在随后多年的研究中深化了对物质磁性的认识。

1967旅美奥地利物理学家K.J.斯奈特在量子磁学的指导下发现了磁能积空前高的稀土磁铁(SmCo5),从而揭开了永磁材料发展的新篇章。

1967年,美国Dayton大学的Strnat等,研制成钐钴磁铁,标志着稀土磁铁时代的到来。

1974第二代稀土永磁-Sm2Co17问世。

1982第三代稀土永磁-Nd2Fe14B问世。

1990原子间隙磁铁-Sm-Fe-N问世。

1991德国物理学家E.F.克内勒提出了双相复合磁铁交换作用的理论基础,指出了纳米晶磁铁的发展前景。

钕铁硼的分子结构

磁性材料基本特性

1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H作用下,必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M~H曲线或 B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。 饱和磁感应强度 Bs: 其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; 剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; 矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等); 磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关 初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp 居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度 损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r 在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(亳瓦特)/表面积(平方厘米) 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料;

高频磁性材料

[编者按]此文对于高频磁性元件(变压器、电感器等)所用的磁性材料作了一个很好的综述,与本期主题内容紧密配合。希望电源技术工作者多写一些这种文章,一定会受到读者的欢迎。 高频磁性元件的磁心材料 CoreMaterialsofHigh-FrequencyMagneticComponent 福州大学李智华罗恒廉费鸿俊(福州350002) 摘要:高频磁性元件作为开关电源的重要组成部分,直接影响着开关电源的效率、体积和成本。而磁心材料在很大 程度上决定着磁性元件的性能。本文对一些磁件常用软磁材料的基本特性进行了概括介绍,并进一步总结了这些材 料的应用。 关键词:开关电源、高频、磁性元件、磁心材料 Abstract:Magneticcomponentsaremajorpartsinswitch- modepowersupplythataffectitsefficiency,volumeandcost.Inmuchdegree,thecorematerialcandeterminetheperf ormanceofmagneticcomponents.Thepaperintroducedsomekindsofsoft- magneticmaterialsandgeneralizedtheirusageinhigh-frequencycomponents. Keywords:Switch-modepowersupplyHigh-frequencyMagneticcomponentcorematerial 1引言 高频开关电源作为一种比较新型的直流稳压电源,具有效率高、体积小、重量轻等特点。因此在国际上受到广泛重视,发展迅速,市场前景广阔。目前,开关电源的研究主要集中在两个方面:一个是对小功率开关电源,如何更大程度地提高频率、提高效率、减小体积和成本、实现集成化;另一个是对大功率开关电源,如何提高频率、效率及可靠性。这两个研究方向,都牵涉到开关电源中的基本电磁器件(如图1)的研究和开发,而作为决定电磁器件性能、体积、效率等特性的磁心材料已被广大研究工作者重视。随着材料的组成及生产工艺的改进,性能优良的适于在高频下应用的新型材料和产品不断涌现。本文将对一些在高频下常用材料的性能、特点及其在低频下的使用情况加以介绍,以便今后在磁件的设计、应用过程中,根据需要选择性能价格比更高的磁心材料。 2高频下使用的磁心材料的特点 图1开关电源中的电磁器件 由图1可以看出:开关电源中包含有多种用途的电磁器件,本文以电源变压器为例来说明材料的特性。由于主电源变压器有两种工作情况:即双向激磁状态和单向激磁状态,这里仅以双向激磁的主变压器为例,来叙述适于在高频情况下工作的材料一般应具有的特点。电源变压器磁心的特征参数可以表示为: SCSO=P0(1+1/η)/KuKeBmfJ 式中:SC——磁心有效截面积(cm2); SO——磁心窗口面积(cm2);

磁性材料的基本特性

一.磁性材料的基本特性 1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H作用下,必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。 2.软磁材料的常用磁性能参数 ?饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; ?剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; ?矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等); ?磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关; ?初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp; ?居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度; ?损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r; ?在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(亳瓦特)/表面积(平方厘米) 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换

磁性材料的龙头企业和认识讲课讲稿

磁性材料的龙头企业和认识 一◆磁性材料行业投资重点 ㈠、磁性材料行业上市公司 000970 中科三环、002056 横店东磁、002057 中钢天源、600366 宁波韵升、600980 北矿磁材、 600330 天通股份、000795 太原刚玉、002352 鼎泰新材、300127 银河磁体、000969 安泰科技、 300224 正海磁材、002600 江粉磁材等。 ㈡、磁性材料行业投资重点 重点看好技术优势明显、规模较大的软磁行业龙头横店东磁,高端产品占比较高、国际影响力较强的钕铁 硼材料龙头宁波韵升以及已经开始向产业链下游扩张的稀土资源巨头包钢稀土。新股中的正海磁材、银河磁体等个股也可跟踪,尤其是目前K线形态已趋于乐观的中科三环、银河磁体等个股可积极跟踪。 重点:中科三环、横店东磁、宁波韵升 ㈢、重点上市公司简介 1、横店东磁:磁性材料行业龙头,全球最大磁材生产企业之一。 公司为国内最大磁材生产企业,其中软磁产品产能超过2万吨,是国内最大的软磁材料供应商,全球市场份额在5%左右;永磁产品产能超过7万吨,是国内唯一一家软磁和永磁产能均超万吨的行业龙头企业。公司核心资产年使用率较高,平均产能利用率达到80-90%,经营状况稳定。软磁业务国内技术领先,产品供不应求。公司2010年软磁业务收入占比为31%左右,以功率铁氧体、高导铁氧体(锰锌)和镍锌铁氧体为主,其中功率铁氧体是公司的主打产品。移动通讯设备和平板显示器是其中体量较大和最具代表性的下游市场。公司产品以高端磁材为主,软磁材料研发技术国内领先,DMR50、DMR50B 等产品已经处于国际领先水平,软磁业务毛利率一直保持在30%左右,在行业内处于较高水平。预计未来几年3G通讯设备和平板显示设备市场的增速将超过30%,有力支撑公司业绩稳步提升。永磁业务市场占比较大,产品结构转型提速。公司永磁产品主要为永磁高档电机磁瓦、喇叭磁钢、微波炉磁钢,其中高档电机磁瓦全球占有率10%左右,微波炉磁钢产能约占20%,在行业内居于垄断地位,市场占有率超过95%,产品主要针对汽车和消费电子市场。目前公司高档电机磁瓦和锰锌高导、镍锌铁氧体磁芯等高端产品已达到国际先进水平,并且高端永磁业务占比有望继续提高,公司毛利率或将进一步提升。另一方面,稀土价格飞涨使得钕铁硼材料价格快速上升,永磁铁氧体有望在多个领域替代钕铁硼材料,进一步提升公司永磁业务收入。公司依靠电池片制造介入光伏产业,新扩张产能有望年内达产。09年公司依靠电池片制造涉足光伏产业, 目前具有200MW的单晶硅电池片、200MW多晶硅电池片和100MW硅片产能。预计2011年底或2012年初新增项目即可 达产,电池片产能将扩张至800MV。由于德国、意大利等主要太阳能消费国先后宣布放弃发展核能,未来几年全 球光伏市场仍将保持较快增长,公司快速扩张的产能有望被消化,增厚公司业绩。

磁学基础与磁性材料+严密第一章、三章以及第七章答案

磁性材料的分类

第一章磁学基础知识 答案: 1、磁矩 2、磁化强度

3、磁场强度H 4、磁感应强度 B 磁感应感度,用B表示,又称为磁通密度,用来描述空间中的磁场的物理量。其定义公式为 5、磁化曲线 6、磁滞回线 () (6 磁滞回线 (hysteresis loop):在磁场中,铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示,当磁化磁场作周期性变化时,铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线,这条闭合线叫做磁滞回线。) 7、磁化率

磁化率,表征磁介质属性的物理量。常用符号x表示,等于磁化强度M与磁场 强度H之比。对于各向同性磁介质,x是标量;对于各向异性磁介质,磁化率是 一个二阶张量。 8、磁导率 磁导率(permeability):又称导磁系数,是衡量物质的导磁性能的 一个物理量,可通过测取同一点的B、H值确定。 二 矫顽力----内禀矫顽力和磁感矫顽力的区别与联系 矫顽力分为磁感矫顽力(Hcb)和内禀矫顽力(Hcj)。磁体在反向充磁时,使磁感应强度B降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力。但此时磁体的磁化强度并不为零,只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。(对外磁感应强度表现为零)此时若撤消外磁场,磁体仍具有一定的磁性能。使磁体的磁化强度M降为零所需施加的反向磁场强度,我们称之为内禀矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量,是表示材料中的磁化强度M退到零的矫顽力。在磁体使用中,磁体矫顽力越高,温度稳定性越好。 (2)退磁场是怎样产生的?能克服吗?对于实测的材料磁化特性曲线如何进行退磁校正? 产生: 能否克服:因为退磁场只与材料的尺寸有关,短而粗的样品,退磁场就很大,因此可以将样品做成长而细的形状,退磁场就将会减小。

钕铁硼磁性材料产业学习资料

钕铁硼磁性产业学习资料 一.永磁材料分类 二.钕铁硼磁性材料 稀土永磁体主要为钕铁硼永磁体,是金属钕、铁、硼和其他微量金属元素构成的合金磁体,是第三代稀土永磁材料。钕铁硼具有体积小、重量轻、磁性强的特点,且成本也比前两代稀土永磁材料低很多,被称为“磁王”。依制作工艺不同又可分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼两种。 钕铁硼磁性材料是,等的。又称。 钕铁硼材料中含有大量的钕和铁,容易锈蚀。所以钕铁硼必须进行表面涂层处理。表面化学钝化是目前很好的解决方法之一。 磁粉是粘结磁体的主要组分,磁体的磁性能来源于磁粉,目前应用最为广泛的是快淬磁粉,国内的纳米双相耦合磁粉的应用也越来越广,其它用于粘结钕铁硼的磁粉还有机械合金化粉,HDDR粉等,各种磁粉的性能特点是不相同的。(1)快淬磁粉(2)纳米双相耦合磁粉(3)HDDR粉(4)机械合金化粉(5)其它磁粉 三.粘结钕铁硼发展历史背景 粘结磁体大约出现在20世纪70年代,当时的钐钴SmCo永磁体已经达到商品化。

烧结永磁体的市场情况很好,但难于精密加工成特殊形状,而且在加工过程中易出现开裂、破损、掉边、掉角等问题,另外还不易装配,从而使其应用受到限制。 为解决这一问题,将永磁体粉碎,与塑料混合,在磁场中压制成型,这大概是粘结磁体最原始的制造方法。 粘结钕铁硼(NdFeB )磁体由于成本低、尺寸精度高、形状自由度大、机械强度好、比重轻等优点而得到广泛应用,年增长率达35 %。自NdFeB永磁粉末出现以后,由于其具有高的磁性能,所以柔性粘结磁体取得了迅速的发展.。 四.粘结钕铁硼的优缺点 优点:高剩磁、高矫顽力、高磁能积、高性能价格比,容易加工各种尺寸及最小规格。 与烧结磁比较,它可一次成形,无需二次加工、可以做成各种形状复杂的磁体,这也是烧结磁体所无法相比的,应用它可大大减少电机的体积及重量。 缺点:表面涂层或电镀抗蚀性较低 五.粘结钕铁硼应用领域 钕铁硼(NdFeB)粘结永磁材料是由NdFeB磁粉加入粘合剂而制成。自1988年成功地开发此材料以来其发展相当的迅速、产量成倍地增长,它作为一种高性能的永磁材料,符合当代电子产品期短、小、轻、薄方向发展的潮流。 粘结钕铁硼永磁材料的生产及应用开发较晚,应用面不广,用量较小,主要用于办公室自动化设备、电装机械、视听设备、仪器仪表、小型马达和计量机械、在手机、CD-ROM、DVD-ROM驱动电机、硬盘主轴电机HDD、其他微特直流电机和自动化仪器仪表等领域应用广泛。 近年我国粘结钕铁硼永磁材料的应用比例为:计算机占62%,电子工业占7%,办公室自动化设备占8%,汽车占7%,器具占7%,其他占9%。

磁性材料

磁性材料复习提纲 一、名词解释: 1、磁导率和起始磁导率: 磁导率:u=1+χ=B/(Hu )是表征磁体的磁性、导磁性及磁化难易难度的一 个磁学量;起始磁导率:u i =(lim B/H)/u 是磁中性状态下磁导率的极限值。 2.退磁场和退磁场能量: 退磁场——当一个有限大小的样品被外磁场磁化时,在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反的磁场,起减退磁场的作用,该磁场叫做退磁场。H d =-NM 退磁场能量——磁体在其自身产生的退磁场中具有一定的位能,即为退磁场能, F d ==0.5u NM2,只与磁体的几何形状有关,是一种形状各向异性能。 3.静磁场能:任何磁体被置于外磁场(稳恒磁场or交变磁场)中将处于磁化 状态,此时磁体具有静磁能量,F d =-u M?H=-u MHcosθ。 4.磁化曲线:表示磁感应强度B、磁化强度M与磁场强度H之间的非线性关系。磁化理论常用M-H关系,工程技术多采用B-H关系。 5.剩余磁化强度M r :当材料磁化到饱和以后,逐渐减小外磁场,M或B值也随之减小,但并不沿着初始磁化曲线返回,当外部磁场减小到零时,材料仍保留一定大小的磁化强度或磁感应强度。 6.内禀矫顽力 M H? C :在反方向增加磁场时达到一定数值时,满足M=0或B=0, 那么该磁场强度就称为矫顽力。表征磁性材料磁化后保持磁化状态的能力。 7.退磁曲线:磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线。 8.磁能积和最大磁能积:退磁曲线上每一点的B和H得乘积(BH)称为磁能 积,是表征永磁材料中能量大小的物理量。磁能积的最大值称为最大磁能积。9.抗磁性:在外磁场的作用下,原子系统获得与外磁场方向反向的磁矩的现象。 11、亚铁磁性:在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和,磁化率比铁磁性低一 些,仅为100~103数量级。 12、磁晶各向异性能:自发磁化强度矢量在铁磁体中所取不同方向时,随方向 改变的量。 13、磁滞伸缩现象:磁性材料由于磁化状态的改变,其长度和体积都要发生微 小的变化,这种现象称为磁致伸缩。 14、磁畴壁:磁畴壁是相邻两磁畴间磁矩按一定规律逐渐改变方向的过渡层。 15.技术磁化:铁磁体在外场作用下通过磁畴转动和畴壁位移实现宏观磁化 的过程称为技术磁化。

磁性材料分类

磁性材料 主要是指由过度元素铁,钴,镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质. 磁性材料从材质和结构上讲,分为“金属及合金磁性材料”和“铁氧体磁性材料”两大类,铁氧体磁性材料又分为多晶结构和单晶结构材料。 从应用功能上讲,磁性材料分为:软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料、旋磁材料等等种类。软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料中既有金属材料又有铁氧体材料;而旋磁材料和高频软磁材料就只能是铁氧体材料了,因为金属在高频和微波频率下将产生巨大的涡流效应,导致金属磁性材料无法使用,而铁氧体的电阻率非常高,将有效的克服这一问题、得到广泛应用。 磁性材料从形态上讲。包括粉体材料、液体材料、块体材料、薄膜材料等。 磁性材料的应用很广泛,可用于电声、电信、电表、电机中,还可作记忆元件、微波元件等。可用于记录语言、音乐、图像信息的磁带、计算机的磁性存储设备、乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡等。 顺磁性 paramagnetism 顺磁性物质的磁化率为正值,比反磁性大1~3个数量级,X约10-5~10-3,遵守Curie定律或Curie-Weiss定律。物质中具有不成对电子的离子、原子或分子时,存在电子的自旋角动量和轨道角动量,也就存在自旋磁矩和轨道磁矩。在外磁场作用下,原来取向杂乱的磁矩将定向,从而表现出顺磁性。 顺磁性是一种弱磁性。顺磁(性)物质的主要特点是原子或分子中含有没有完全抵消的电子磁矩,因而具有原子或分子磁矩。但是原子(或分子)磁矩之间并无强的相互作用(一般为交换作用),因此原子磁矩在热骚动的影响下处于无规(混乱)排列状态,原子磁矩互相抵消而无合磁矩。但是当受到外加磁场作用时,这些原来在热骚动下混乱排列的原子磁矩便同时受到磁场作用使其趋向磁场排列和热骚动作用使其趋向混乱排列,因此总的效果是在外加磁场方向有一定的磁矩分量。这样便使磁化率(磁化强度与磁场强度之比)成为正值,但数值也是很小,一般顺磁物质的磁化率约为十万分之一(10-5),并且随温度的降低而增大。 抗磁性 diamagnetism 抗磁性是一些物质的原子中电子磁矩互相抵消,合磁矩为零。但是当受到外加磁场作用时,电子轨道运动会发生变化,而且在与外加磁场的相反方向产生很小的合磁矩。这样表示物质磁性的磁化率便成为很小的负数(量)。磁化率是物质在外加磁场作用下的合磁矩(称为磁化强度)与磁场强度之比值,符号为κ。一般抗磁(性)物

磁性材料基本参数详解

磁性材料基本参数详解 磁性是物质的基本属性之一,磁性现象与各种形式的电荷的运动相关联,物质内部电子的运动和自旋会产生一定大小的磁矩,因而产生磁性。 自然界物质按其磁性的不同可分为:顺磁性物质、抗磁性物质、铁磁性物、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” 。 铁氧体颗粒料: 是已经过配料、混合、预烧、粉碎和造粒等工序,可以直接用于成形加工的铁氧体料粒。顾客使用该料可直接压制成毛坯,经烧结、磨削后即可制成所需磁芯。本公司生产并销售高品质的铁氧体颗粒料,品种包括功率铁氧体JK 系列和高磁导率铁氧体JL 系列。 锰锌铁氧体: 主要分为高稳定性、高功率、高导铁氧体材料。它是以氧化铁、氧化锌为主要成分的复合氧化物。其工作频率在1kHz 至10MHz 之间。主要用着开关电源的主变压器用磁芯. 。 随着射频通讯的迅猛发展,高电阻率、高居里温度、低温度系数、低损耗、高频特性好(高电阻率ρ、低损耗角正切tg δ)的镍锌铁氧体得到重用,我司生产的Ni-Zn 系列磁芯,其初始磁导率可由10 到2500 ,使用频率由1KHz 到100MHz 。但主要应用于1MHz 以上的频段、磁导率范围在7-1300 之间的EMC 领域、谐振电路以及超高频功率电路中。磁粉芯: 磁环按材料分为五大类:即铁粉芯、铁镍钼、铁镍50 、铁硅铝、羰基铁。使用频率可达100KHZ ,甚至更高。但最适合于10KHZ 以下使用。 磁场强度H : 磁场“ 是传递运动电荷或者电流之间相互作用的物理物” 。 它可以由运动电荷或者电流产生,同时场中其它运动或者电流发生力的作用。 均匀磁场中,作用在单位长磁路的磁势叫磁场强度,用H 表示; 使一个物体产生磁力线的原动力叫磁势,用F 表示:H=NI/L, F = N I H 单位为安培/ 米(A/m ),即: 奥斯特Oe ;N 为匝数;I 为电流,单位安培(A ),磁路长度L 单位为米(m )。 在磁芯中,加正弦波电流,可用有效磁路长度Le 来计算磁场强度: 1 奥斯特= 80 安/ 米 磁通密度,磁极化强度,磁化强度 在磁性材料中,加强磁场H 时,引起磁通密度变化,其表现为: B= ц o H+J= ц o (H+M) B 为磁通密度( 磁感应强度) ,J 称磁极化强度,M 称磁化强度,ц o 为真空磁导率,其值为4 π× 10 ˉ 7 亨利/ 米(H/m ) B 、J 单位为特斯拉,H 、M 单位为A/m, 1 特斯拉=10000 高斯(Gs ) 在磁芯中可用有效面积Ae 来计算磁通密度:

磁性材料分类

磁性材料的分类 1、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。他们大多具有亚铁磁性。特点:电阻率远比金属高,约为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,某些稀土元素的合金。在居里温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度。 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:磁体被磁化后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1K-10M之间。镍锌铁氧体软磁材料,工作频率一般在1-300MHZ 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,例如工程纯铁,铁铝合金,铁钴合金,铁镍合金等,常用于变压器等。 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。 专业术语: 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、内部矫顽力: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。

磁性材料的基本特性16505

1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H作用下,必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M~H曲线或B ~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。 饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; 剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; 矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等); 磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关 初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp 居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度 损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r 在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(亳瓦特)/表面积(平方厘米) 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 ?设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料; ?合理确定磁芯的几何形状及尺寸;

第三章 磁性材料

第三章磁性材料 物质磁性的研究是近代物理学的重要领域之一。磁性现象的范围很广泛。从微观粒子到宏观物体,以至于宇宙天体,都具有某种程度的磁性。 磁性现象很早就被发现,我国人民在3000多年前就发现了磁石(Fe3O4)能相互吸引及磁石吸引铁的现象。我国古代的四大发明之一指南针即是例证。 随着近代科学技术的发展,由于金属和合金磁性材料的电阻率低,损耗大,已不能满足应用的需要,尤其在高频范围。 磁性无机材料科学技术除了有高电阻、低损耗的优点以外,还具备各种不同的磁学性能,因此他们在无线电电子学、自动控制、电子计算机、信息存储,激光调制等方面,都有广泛的应用。 磁性无机材料一般是含铁及其他元素的复杂氧化物,通常称为铁氧体(ferrite),它的电阻率为10—106Ω·m,属于半导体范围。目前,铁氧体已发展成为一门独立科学。 第一节磁性的广泛 物质的磁性来源于原子的磁性。

原子的磁性包括三个部分:电子的自旋磁矩、电子的轨道磁矩(由电子绕原子核的运动产生)和原子核的磁矩。 原子核的磁矩一般比电子的磁矩小的多(相差三个数量级),可以忽略不计。所以原子的总磁矩是电子的自旋磁矩和轨道磁矩的总和。 电子绕原子核运动产生的轨道磁矩和角动量的比值r为: 电子的自旋磁矩和角动量的比值为: 这表明,电子自旋运动的磁矩比轨道运动的磁矩大一倍。 实验证明,原子组成分子或宏观物体后,其平均磁矩往往不等于孤立原子的磁矩,因为原子之间的相互作用会引起磁矩的变化。 很多磁性材料的电子自旋磁矩要比电子轨道磁矩大。这是因为在晶体中,电子的轨道磁矩受晶体(格)场的作用,或者说轨道磁矩被“猝灭”或“冻结”了,

磁性材料行业的发展前景

磁性材料行业的发展前景 磁性材料主要包括永磁材料、软磁材料、信磁材料、特磁材料等,覆盖很多高新技术领域。在稀土永磁材料技术、永磁铁氧体技术、非晶软磁材料技术、软磁铁氧体技术、微波铁氧体器件技术、磁性材料专用设备技术等领域,全球已经形成庞大的产业群。其中,仅永磁材料的年度市场销售额就已经超过100亿美元。 磁性材料可用于哪些产品呢?首先,在通讯行业,全球数十亿部手机都需要大量的铁氧体微波器件、铁氧体软磁器件和永磁元件。全球数以千万计的程控交换机也需要大量高技术磁芯等元件。此外,国外无绳电话安装数量已经占固定电话总量的一半以上。这类电话需要大量软磁铁氧体元件。而且,可视电话也在快速普及。它也需要大量磁性元件。第二,在IT行业,硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器、显示器、打印机、多媒体音响、笔记本电脑等也需要使用大量钕铁硼、铁氧体软磁、永磁材料等元件。第三,在汽车行业,全球汽车年产量约5500万辆。按每辆汽车使用铁氧体永磁电机41只计算,汽车行业每年需要电机约22.55亿只。此外,全球汽车扬声器需求量也数以亿计。总之,汽车行业每年需要消耗大量的磁性材料。第四,在照明设备、彩电、电动自行车、吸尘器、电动玩具、电动厨房用具等行业,磁性材料的需求量也很大。例如,在照明行业,LED灯具的产量很大,它需要消耗大量的铁氧体软磁材料。总之,全球每年都有数以百亿计的电子、电气产品需要使用磁性材料,在很多领域,甚至需要技术含量极高的核心磁性器件。 总之,磁性材料能覆盖大量的电子、电气产品,是材料行业的基础、骨干工业部门之一。随着我国电子、电气工业的快速崛起,我国已经成为全球最大的磁性材料生产、消费国。在不久的将来,全球一半以上的磁性材料都将用于供应中国市场。很多高技术磁性材料、元件也将主要由中国企业生产、采购。磁性材料也将成为我国国民经济中的支柱产业之一。 磁性材料行业的专利部署 作为基础材料、元件,磁性材料产品能覆盖大量的电子、电气产业。因此,保护磁性材料和工艺的专利能延及大量电子、电气产品。使用侵权磁性材料或者元件的电子、电气产品制造商,乃至这类产品的销售商也会侵犯磁性材料、工艺专利。例如,在稀土永磁材料NdFeB领域,美国Magnequench国际公司曾对一大批下游企业,如微软、东芝、飞利浦、宏基、沃尔玛超市等数十家大企业提起专利侵权诉讼。由于美国、日本、欧洲、韩国、台湾地区一大批著名企业先后被告专利侵权,该案在电子行业曾产生较大影响,促进了企业在磁性材料领域的专利部署活动。检索显示,我国磁性材料行业的专利申请量较大,相关发明专利文献主要分布在如下领域:

高分子有机磁性材料

高分子有机磁性材料 1 引言 磁性材料是一簇新兴的基础功能材料。虽然早在3000多年前我国就已发现磁石相互吸引和磁石吸铁的现象, 并在世界上最先发明用磁石作为指示方向和校正时间的应用, 在《韩非子》和东汉王充著的《论衡》两书中所提到的“司南”就是指此, 但毕竟只是单一地应用了天然的磁性材料。人类注意于磁性材料的性能特点、制造、应用等的研究、开发的发展历史尚不到100年时间。经过近百年的发展, 磁性材料已经形成了一个庞大的家族,按材料的磁特性来划分, 有软磁、永磁、旋磁、记忆磁、压磁等; 按材料构成来划分, 有合金磁性材料, 铁氧体磁性材料, 分类情况如下: 上述材料尽管种类繁多, 庞杂交叉, 但都属于无机物质的磁性材料或以无机物质为主的混合物质磁性材料。 近年来, 由于一种全新的磁性材料的面世, 使磁性材料家族喜添新成员, 这就是高分子有机磁性材料,其独特之处在于它属于纯有机物质的磁性材料。过去

一般认为, 有机高分子化合物是难于具有磁性的, 因此本身具有磁性的有机高分子化合物的出现, 就是高分子材料研究领域的一个重大突破。有机高分子磁性材料的发现被国内外专家认为是80年代末科学技术领域最重要的成果之一, 它的发现在理论和应用上可与固体超导和有机超导相提并论。有可能在磁性材料领域产生一系列新技术。 2高分子有机磁性材料的主要性能特点 由于高分子有机磁性材料既属于高分子有机材料, 又属于磁性材料, 对这类材料的研究属于交叉科学,人们对这类新型材料的研究和认识尚处于起步阶段,因此尽管专家们已对其进行了多方面的测量、试验和分析、研究, 但对其特性的认识仍很不系统、很不准确、很不全面。从现已了解到的一些测试数据和分析情况可以初步看出其主要的性能特点: (1) 该材料是采用与过去所有磁性材料的制备方法完全不同的高分子化工工艺制成的高分子有机物质,是高分子有机物再加上二茂铁的络合物, 分子量高达数千。该类材料和元件制备的主要工艺流程如图1。 有机物的主要构成元素是碳、氢、氮,结构和化学性能十分稳定。将磁粉加工

磁性材料的基本特性

磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H 足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。 矩形比:Br∕Bs 矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。 磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为: 总功率耗散(mW)/表面积(cm2) 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压~电流特性。器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料;合理确定磁芯的几何形状及尺寸;根据磁性参数要求,模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 磁性材料是一种重要的电子材料。早期的磁性材料主要采用金属及合金系统,随着生产的发展,在电力工业、电讯工程及高频无线电技术等方面,迫切要求提供一种具有很高电阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁铁矿及其他具有磁性的氧化物的基础上,研制出了一种新型磁性材料——铁氧体。铁氧体属于氧化物系统的磁性材料,是以氧化铁和其他铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物,可用于制造能量转换、传输和信息存储的各种功能器件。

磁性材料的基本特性及分类参数

一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。 矩形比:Br∕Bs 矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。 磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为: 总功率耗散(mW)/表面积(cm2)

磁性材料的基本特性及分类参数

磁性材料的基本特性及分类参数 https://www.doczj.com/doc/e75764268.html,/来源:日期:2006年04月25日 一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。 矩形比:Br∕Bs 矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。 磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为: 总功率耗散(mW)/表面积(cm2) 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压~电流特性。器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料;合理确定磁芯的几何形状及尺寸;根据磁性参数要求,模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 二、软磁材料的发展及种类

全球磁性材料顶级企业

全球磁性材料顶尖企业 德国VAC公司 VACUUMSCHMELZE (VAC)公司是全球高性能磁性材料及器件生产商的领导者。产品涵盖半成品材料及其零部件,元器件及其集成系统,产品被广泛应用于电力电子及电子工程领域。从软磁产品到世界上磁性最强的永磁产品,VACUUMSCHMELZE是全球屈指可数的可以给客户提供整套磁性技术方案的跨国 公司之一。 今天的 VAC 已经拥有超过3000 名员工,分支结构(包括生产和销售)遍布在全世界40 多个国家,其年均销售额约为3亿欧元。正不断发展壮大成为一家国际化的企业。 美国莱尔德电子材料集团 美国莱尔德电子材料集团是设计和制造电磁屏蔽材料、导热界面材料和无线天线产品的世界著名公司,产品广泛应用于电信、数字通讯、手机, 计算机、通用电子装置、网络设备、航空、国防、汽车以及医疗设备等领域。美国莱尔德电子材料集团的客户均为世界著名厂商。美国莱尔德集团的母公司为英国莱尔德集团公众有限公司(其为英国伦敦股票交易所上市公司具有140多年历史)。 美国莱尔德电子材料集团注册于美国的特拉华州,通过并购一系列世界著名的电磁屏蔽产品、导热产品和无线天线产品的制造厂家(包括诸如 Instrument Specialties, APM, Bavaria Elektronik, Altoflex, R&F Produc ts, BMI, Warth, Thermagon, Centurion, Melcor等著名公司)而形成今天的 规模 美国莱尔德电子材料集团总部设于美国圣路易斯市,其制造基地和技术支援公司分布在美国,中国 (北京, 天津, 上海, 昆山, 苏州, 泉州, 深圳),法国,德国,匈牙利,瑞典,日本,英国,捷克共和国,新加坡,马来西亚,韩国和中国台湾。 美国莱尔德电子材料集团的战略发展是向客户提供全球技术解决方案及当地制造就近供货。自2000年美国莱尔德电子材料集团开始进入中国的市场, 现已拥有八家大型生产制造企业分布在北京,上海,天津,深圳,苏州,昆山和泉州, 为国内外客户生产具世界领先水平的电子元件及提供当地便捷、周到的各项服务。 日本国电磁测器株式会社 日本国电磁测器株式会社(简称NDK)专注于磁性材料的研究60余载,是日本充磁设备生产行业的领军企业,跻身世界顶尖公司行列,带着领先的科学技术和雄厚的资金实力,在中国上海先后投资成立了上海平野(瑞穗)磁气有限公司和上海笠原电装有限公司,引领了国内整个磁性材料行业的科技进步,促进了产业的蓬勃发展。 上海平野(瑞穗)磁气有限公司主要从事节能永磁材料先端设备的引进、开发、制造和销售,是一所集高端专业技术人才的科技型企业。在国内同行企业中,率先建立符合ISO9001-2000标准的质量管理体系,并通过TUV-CENT的认证,产品荣获CE认证证书,远销欧、美、日、韩、港、台和东南亚等世界各地,已成

金属磁性材料的划分

金属磁性材料的划分 发布日期:2013-06-20 浏览次数:485 核心提示:金属磁性材料分为永磁材料、软磁材料二大类。通常将内禀矫顽力大于0.8kA/ m的材料称为永磁材料,将内禀矫顽力小于0.8kA/m的材料称 金属磁性材料分为永磁材料、软磁材料二大类。通常将内禀矫顽力大于0.8kA/m的材料称为永磁材料,将内禀矫顽力小于0.8kA/m的材料称为软磁材料。11、什么叫Nd-F e-B永磁体,它分几大类?Nd-Fe-B永磁体是1982年发现的迄今为止磁性能最强的永磁材料。其主要化学成分为Nd(钕)、Fe(铁)、B(硼),其主相晶胞在晶体学上为四方结构,分子式为Nd2Fe14B(简称2:14:1相)。除主相Nd2Fe14B外,Nd-Fe-B永磁体中还含有少量的富Nd相、富B相等其它相。其中主相和富Nd相是决定Nd-Fe-B磁体永磁特性的最重要的二个相。今天,Nd-Fe-B永磁体已广泛应用于计算机、医疗器械、通讯器件、电子器件、磁力机械等领域。 Nd-Fe-B磁体分为烧结和粘结二大类。通常的Nd-Fe-B烧结磁体是用粉末冶金方法制造的各向异性致密磁体;而通常的Nd-Fe-B粘结磁体是用激冷的方法获得微晶粉末,每个粉末内含有多个Nd-Fe-B微晶晶粒,再用聚合物或其它粘结剂将粉末粘结成大块磁体,因而通常的Nd-Fe-B粘结磁体是非致密的各向同性磁体。因此,通常的Nd-Fe-B烧结磁体的磁性能远高于Nd-Fe-B粘结磁体,但Nd-Fe-B粘结磁体有着许多Nd-Fe-B烧结磁体不可替代的优点:可以用压结、注射等成型方法制作尺寸小、形状复杂、几何精度高的永磁体,并容易实现大规模自动化生产;另外,Nd-Fe-B粘结磁体还便于任意方向充磁,能方便制作多极乃至无数极的整体磁体,而这对于Nd-Fe-B烧结磁体来说通常很难实现;由于Nd-Fe-B粘结磁体中主相Nd2Fe14B呈微晶状态,因此它还具有比烧结磁体耐蚀性好等优点。

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