《磁性材料及应用》PPT课件

一、软磁材料(cáiliào) 1、性能特点
与MS平方成正比；与K1和λS成反比；与
起始(qǐ shǐ)磁导率高 内应力σ和杂质浓度β成反比
矫顽力HC 小
降低HC的方法与提高μi的方法相一致
饱和(bǎohé)磁感应强度MS 高
调节配方作用下，这类材料非常容易磁化，而 取消磁场后又很容易去磁。
第三十页，共34页。
磁液密封(mìfēng)
特点(tèdiǎn)： 不泄漏，可耐高真空； 耐高速旋转； 无机械磨损，寿命长； 发热量小
第三十一页，共34页。
磁液扬声器
磁性液体： 对音圈的运动起一定(yīdìng)的阻尼作用， 并能使音圈自动定位， 同时音圈所产生的热量可以通过磁性液体耗散 。
第三十二页，共34页。
材料(cáiliào)的磁 学性能
第三节 磁性材料(cí xìnɡ cái liào)及其应用
第一页，共34页。
磁性材料(cí xìnɡ cái liào)的分类
其他功能 磁性材料
磁记录 材料
永磁 材料
磁性 材料
磁致伸缩 材料
磁致电阻 材料
软磁 材料
第二页，共34页。
强主 磁要 材 料
应 用 的
(zhǔyào)
• MnZn，NiZn， MgZn等尖晶石型铁 氧体 • Co2Y，Co2Z等平 面六角型铁氧体
第六页，共34页。
• 3d过渡金属（T） －非金属系 • 3d过渡金属（T） －金属系 • 过渡金属（T） －稀土类金属（R） 系
软磁材料(cáiliào)主要用于动力工程、高性能电子学、通信 技术、航空及空间技术等，来制造磁导体，增加磁路的磁通量， 降低磁阻。
涂布型磁带主要(zhǔyào)由带基和附着其上的磁性涂覆层构成。

磁畴结构
磁性材料内部自发形成的、具有一定磁化特性的区域。不同的磁畴具有不同的 磁矩方向和大小，导致宏观上表现出不同的磁性。
磁导率与磁阻
磁导率
描述磁性材料在磁场中磁感应强度与磁场强度的比值，是衡量材料导磁性能的重 要参数。
磁阻
由于磁性材料的磁畴结构、晶格畸变等因素导致的磁感应强度在材料内部传播时 的衰减，表现为磁阻抗。
磁性材料的发展趋势
高性能磁性材料
随着技术的进步，对磁性材料性能的要求越来越高，高性能磁性材料的研究和开发成为 未来的发展趋势。
环保型磁性材料
随着环保意识的提高，环保型磁性材料的研发和应用越来越受到重视，如可回收利用的 磁性材料等。
磁性材料的应用前景
电子行业
磁性材料在电子行业中应用广泛，如电 子元器件、传感器、电机等，随着电子 行业的快速发展，磁性材料的应用前景 十分广阔。
交通工业
磁性材料在交通工业中主要用于轨道交通、汽车制造等领 域，如磁悬浮列车、磁力轴承等。磁性材料具有高磁导率 、高磁感应强度等特点，能够提供稳定的磁场环境，确保 交通工具的安全性和稳定性。
磁性材料在交通工业中还应用于传感器、执行器等新兴领 域，为交通工业的发展提供了新的机遇。
医疗领域
磁性材料在医疗领域中主要用于磁共 振成像、磁疗等新兴领域。磁性材料 能够产生稳定的磁场环境，有助于提 高医疗设备的诊断准确性和治疗效果。
磁性材料的分类
软磁材料
矫顽力低，磁导率高，饱和磁感 应强度大，易于磁化和去磁，适
用于制造变压器、电机等。
硬磁材料
矫顽力高，剩磁和矫顽力均大 ，适用于制造永磁体，如扬声 器、耳机等。
矩磁材料
具有矩形磁滞回线，常用于计 算机存储器等。

常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。
可编辑课件
8
铁粉芯
铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法，主要应用于电器回 路中解决电磁兼容性（EMC）问题。即用来消除电器回路中由于各 种不同原因产生的杂波，辐射。
如下图是由铁粉芯制成的磁环，当一定波段的杂波通过磁环时， 磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从 而被消耗掉。来达到降低杂波的目的。
坡莫合金
互感器
互感器又称为仪用变压器， 是电流互感器和电压互感器的 统称。其功能主要是将高电压 或大电流按比例变换成标准低 电压（100V）或标准小电流 （5A或1A，均指额定值），以 便实现测量仪表、保护设备及 自动控制设备的标准化、小型 化。
可编辑课件
11
展望未来
磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进 而发展，例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。
稀土永磁铁面向汽车应用
(3)铁氧体硬磁材料：这是以Fe2O3为主要组元 的复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如 反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高，特别 有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体
(BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)等都有很 多应用。
磁阀
可编辑课件
6
四.发展现状与展望未来
高磁通密度和低磁芯损耗的特性，使铁硅铝磁芯非常适用 于功率因数校正电路，以及单向驱动的应用，如回扫变压器， 脉冲变压器。
铁硅铝粉芯磁环
可编辑课件
10
坡莫合金粉芯 坡莫合金指铁镍合金，坡莫合金的最大
特点是具有很高的弱磁场导磁率。它们的饱 和磁感应强度一般在0.6--1.0T之间。
用于制作音频变压器、互感器、磁放大 器、磁调制器、扼流器、音频磁头等。

1、古代的信息记录 2、磁记录是信息存储技术的里程碑
整理ppt
13
【思考】 生活中还有哪些东西是
用磁记录的方式存储数据的？
整理ppt
14
最新磁记录技术
• 新技术利用激光改变硬盘磁性 ，速度可提 高100倍。荷兰研究人员说，他们已找到利 用激光提高硬盘100倍速度的方法。实验了 用一束40飞秒（毫微微秒）的单循环偏振 激光脉冲去改变硬盘的磁性。
地球的磁场的强度和
方向随着时间的推移
在不断改变，大约每
过100万年左右，地磁
场的南北极就会完全
颠倒一次。
整理ppt
17
【课外查资料】 地球磁场为什么会改变方向呢？
整理ppt
18
【探索】 失方向？
鸽子为什么迷
整理ppt
19
金，还有一些氧化物，磁化后的磁 性比其他物质强得多，这种物质叫 做铁磁性物质。
整理ppt
4
【思考】 为什么铁磁性物质磁化后
有很强的磁性？
整理ppt
5
4、磁畴：铁磁性物质的本身的 结构就是由很多已经磁化的小区 域组成的，这些磁化的小区域就 叫“磁畴”。
磁畴的大小约10－4～10－7m
整理ppt
6
5、硬磁性材料：有些铁磁性材 料，在外磁场撤去以后，各磁畴 的方向仍能很好地保持一致，物 体具有很强的剩磁。
五、磁性材料
整理ppt
1
一、磁化与退磁
1、磁化：钢铁物体与磁铁接触后 就会显示出磁性。
整理ppt
2
【实验演示】
原来有磁性的物体经过高温后失去磁性。
2、退磁：原来有磁性的物体， 经过高温、剧烈震动或者逐渐减 弱的交变磁场的作用，就会失去 磁性。这种现象叫做退磁。

第10页/共37页
第11页/共37页
顺磁性、强磁性、其热磁曲线和磁滞回线
第12页/共37页
第13页/共37页
不同的铁磁材料， 磁化曲线有很大的差异， 软磁材料的矫顽力Hc只 有1 A/m量级，而一般 的硬磁材料矫顽力Hc在 10 A/m以上，正是利用 这一点，做出了许多功 能各异的磁性材料
磁化曲线，磁滞回线
第33页/共37页
第34页/共37页
热磁发电材料
第35页/共37页
谢 谢！
第36页/共37页
感谢您的观看！
第37页/共37页
第32页/共37页
Magnetic refrigeration
Magnet
Magnet
T
T+ΔT
S
N
ΔQ
ΔQ
Absorb heat
T-ΔT
Adiabatic ΔTad Isothermal ΔSm
N
T
S
Superconducting(0-20 T) Electromagnet (0 - 4 T) Permanent magnet (0- 2 T)
第18页/共37页
第19页/共37页
第20页/共37页
磁记录材料按形态分为颗粒状和连续薄膜材料两类，按性质又分为金属材料和非金属材料。广泛使用
的磁记录介质是γ-Fe2O3系材料，此外还有CrO2系、Fe-Co系和 Co-Cr系材料等。磁头材料主要有Mn-Zn
系和Ni-Zn系铁氧体 、Fe-Al系、Ni-Fe-Nb系及Fe-Al-Si系合金材料等。
质内的磁感应轻度 B 定义为 B 0 H M
磁化率 x=M/H 反映了物质磁化的难易程度，
根据磁化率的大小，物质可分为抗磁性、顺磁性、 反铁磁性、铁磁性、亚铁磁性五大类

磁性材料应用
金属磁粉芯的应用
从严格意义上讲，金属磁粉芯只能用作电感产 品的制造。
磁性材料应用
铁粉芯：
1P主要用作制造差模滤波器 3P主要用作制造差模滤波器，也可以用在对损耗要求
不高的场合制造扼流圈 4P主要用作制造频率相对较低（<50kHz）的扼流圈
（如UPS输出扼流圈） 一般而言，作为功率扼流圈，铁粉芯主要用于50kHz
以下的频段，高出此频段损耗太大（正如硅钢片用在 1kHz以上频段）。必须注意，在上述金属磁粉芯中， 只有铁粉芯具有相对较大的磁致伸缩因子，所以在应 用到含有音频功率信号的场合经常会听到噪声。铁粉 芯在军工领域应用很少。
磁性材料应用
羰基铁:
基于其宽频带（500MHz以内）、高Q（指在弱 信号下损耗很小）、高可靠性，主要用于高频 电感、调芯电感等小电感的制作。
500kHz以下具有很高的阻抗，1MHz以上 阻抗会下降；差模滤波器（有气隙使用） 尽管偏磁性优于铁氧体，但由于非晶微 晶材料本身频谱的特点，在较高频率下 会比铁氧体差。 3） 脉冲变压器、传感器 利用某些非晶微晶（如Co基非晶）高矩 磁比的特性。
磁性材料应用
Ni-Zn铁氧体
适用不同的工作频率，Ni-Zn材料的μi在5-1300之 间。和国内同行相比，我公司Ni-Zn材料品种最为 齐全，性能优越。针对用户不同的要求，我们研 制出适宜于各个频段的弱信号滤波材料及大信号 的功率材料，对于弱信号滤波材料，我们的主要 特点是温度系数明显低于国内同行，Q值较高， 对于功率材料，我们的主要特点是损耗低，适用 频带宽。
磁性材料应用
设计变压器的几个注意事项： 1）根据频率、功率选择适当的磁芯，选择适当的ΔB。 2）满窗口。指在确保安全指标的情况下，尽量占满绕

磁性材料的认识和应用
导 师: 叶晓萍 主讲人：郑周 答辩人: 答辩人: 吴秋华 陈玉彬 刘俊毅 黄小群 林岳阳 郑松标 专 业: 应用化学（精细化学）
目录
引言 磁性材料 一、磁性材料的历史 2、软磁材料
二、磁性材料的分类（1）、（2） （1）铁硅合金 三、磁性材料的基本特性 （2）铁镍合金 （1）磁性 （3）非晶金属 （2）基本磁化曲线 五、磁性材料的发展前景 （3）磁性材料常用性能参数 四、磁性材料的应用 六、磁性材料的问题 1、永磁材料 （1）烧结钕铁硼磁性材料 （2）钕铁硼（Nb-Fe-B）稀土永磁生产工艺 （3）烧结钕铁硼永磁铁在生活中的用途
核磁共振仪
粒子加速器
发电机
二、磁性材料的分类（2）
当然也有的人们将磁性材料按性质分为金 属和非金属两类，前者主要有电工钢、镍基合 金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材料 。
电工钢 镍基合金
随着磁性材料的 发展以及各方面 的需要，分类以 及归纳的方法也 不尽相同。
铁氧体材料
三、磁性材料的基本特性
1.磁性 磁性材料具有磁有序的强磁性物质，广义还 包括可应用其磁性和磁效应的弱磁性及反铁磁性 物质磁性是物质的一种基本属性。物质按照其内 部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺 磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁磁 性和亚铁磁性物质为强磁性物质，抗磁性和顺磁 性物质为弱磁性物质。
(1)烧结钕铁硼磁性材料
钕铁硼磁性材料是钕，氧化铁等的合金，又 称磁钢。其特性硬而脆、易被氧化腐蚀。钕铁硼具 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。