PC40 软磁铁氧体磁芯的材质特性参数和曲线图

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…………………………………………………………………63.1.1.1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ABSTRACTThrough take chemical additive the and so on CaO 、SiO2、TiO2aswell as Co2O3 action mechanism as the basis, the analysis raw material(Fe2O3—MnO—ZnO) the chemical characteristic obtains the reasonablePC40 manganese zinc power soft magnetism ferrites formula； The choicesuits to this formula craft, carries on the craft control, prepares Bs=510 m T，μi=2300，Pc=410mw/cm3(100℃) high performance PC40manganese zinc power soft magnetism ferrites.Key word:Analysis； Choice； High performance； Manganese zinc powersoft magnetism ferrites引言功率铁氧体材料已经被广泛应用于民用和工业领域，对中高档电子元器件的需求量大幅度增长，在各种磁性材料中，用量最大的仍然是功率铁氧体。

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。

PC40软磁铁氧体磁芯的材质特性参数和曲线图R2K3D(PC40)材料特性参数：单位Unit 测试条件Measuring ConditionsR2K3D(PC40)初始磁导率μi Initial permeability 1kHzB<0.25mT23±2℃2300±25%振幅磁导率μaAmplitudePermeablilitymT ≥3000功耗PvPower loss mW/m3100kHz200mT25℃600100℃410饱和磁通密度BsSaturation magenetic flux density mT50Hz1194A/m25℃510100℃390剩磁BrRetentivity mT 50Hz1194A/m25℃95100℃55矫顽力Hc Coercivity A/m50Hz1194A/m25℃14.3100℃8.8居里温度TcCurie temperature℃＞215电阻率ρResistivityΩ.m 6.5密度dApparent dns itykg/cm3 4.8×103磁感应强度：1T=1000mT在国际单位制（SI）中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特（T）。

在高斯单位制中，磁感应强度的单位是高斯(Gs )，1T＝10KGs等于10的四次方高斯。

由于历史的原因，与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B，而另一辅助量却被称为磁场强度H，名实不符，容易混淆。

通常所谓磁场，均指的是B。

B在数值上等于垂直于磁场方向长 1 m，电流为 1 A的导线所受磁场力的大小B＝ F/IL (F=BIL而来)R2K3D(PC40)磁芯特性曲线图：。

磁性材料及器件J O U R N A L O F M A G N E T I C M A T E R I A L S A N D E V I C S1999年第1期No.1 1999高频低功耗功率铁氧体TP4材料的研制与生产*陆明岳摘要简要介绍了高频低功耗功率铁氧体TP4材料的研制和生产过程，对TP4材料制成的铁氧体磁芯有关电磁性能及显微结构作了详细研究。

关键词TP4材料及磁芯高频低功耗电磁性能显微结构The Research and Manufacture of High Frequency Low Power Loss TP4 MnZn Ferrite Materials and CoresLu MingyueHaining Tiantong Electronics Co LTD，Haining 314412ABSTRACT The development and manufacture of high frequency low power loss TP4 MnZn ferrite material and cores were introduced and the electromagnetic properties and microstructure were investigated in this paper．KEY WORDS TP4 ferrite material and cores，high frequency low power loss，electromagnetic properties，microstructure1 前言微型电脑、高频开关电源等高科技产品的飞速发展，对铁氧体磁芯提出了越来越高的要求，整机的体积越来越趋于小型化并且越来越多地采用表面组装技术，迫切需要大量高频低功耗功率铁氧体磁芯。

日本TDK公司最早开发了使用频率可达300kHz（中心频率为100kHz）的高频功率铁氧体PC40材料（当时牌号为H7C4），但由于当时磁芯工作频率普遍低于50kHz，只需采用PC30或相当于PC30材料（TDK当时材料牌号为H7C1）即可。

软磁铁氧体材料基本知识特性参数和定义
有详细的描述：
软磁铁氧体材料是一种可以在低温条件下改变磁化度的铁氧体材料，其结构是由包含氧化物的铁离子和其它稀土离子构成的。

和其它磁性材料相比较，它具有较高的震动容性和温度容性。

由于它的结构特殊，具有可调谐的磁性特征和较高的抗磁电流能力，因此被广泛用于高频电子和控制系统中。

软磁铁氧体材料由于其可调谐的磁性特征，可以用来调整、控制和保护电子设备中的电势、电流和电磁场。

在磁性材料中，软磁材料的磁性特征最脆弱，因此在抵抗外界扰动（如温度、电磁干扰）方面有着更大的优势。

它们具有良好的温度稳定性，特别是在较低的温度状态下，因此在高温工作条件下，可以保持良好的磁性特性。

1）品质因子(Q)：是指在电的驱动作用下，材料的对应磁通密度能量与材料的比较小的磁流能量之比，是衡量软磁铁氧体材料有效性能的重要特性参数。

Q值越大，表示软磁性能越好，即材料的效率越高。

2）饱和磁通密度。

磁性材料参数汇总表引言磁性材料是一类重要的材料，在许多领域中都有广泛的应用，例如电子设备、电力传输、通信等。

了解磁性材料的参数对于正确选择和设计合适的磁性材料至关重要。

本文档旨在提供一个汇总表，列出常见磁性材料的重要参数和特性，以帮助工程师和研究人员进行选择和评估。

1. 常见磁性材料1.1 铁氧体材料铁氧体材料是一类具有高饱和磁感应强度和低磁导率的磁性材料。

下表列出了一些常见的铁氧体材料及其参数。

材料名称饱和磁感应强度 (T) 磁导率 (H/m) 矫顽力 (A/m)镍锌铁氧体0.4 50 800锰锌铁氧体0.3 100 500镍铜铁氧体0.6 20 10001.2 钕铁硼磁体钕铁硼磁体是一类具有极高磁能积和高矫顽力的磁性材料。

下表列出了一些常见的钕铁硼磁体及其参数。

材料名称饱和磁感应强度 (T) 磁能积 (J/m3) 矫顽力 (A/m)N35 1.17 263e6 955N45 1.33 326e6 955N52 1.45 398e6 9551.3 钢磁材料钢磁材料是一类在低频磁场中具有高导磁率和低矫顽力的磁性材料。

下表列出了一些常见的钢磁材料及其参数。

材料名称饱和磁感应强度 (T) 导磁率 (H/m) 矫顽力 (A/m)低碳钢 2 1000 4硅钢 2 5000 6非晶合金钢 2.1 10000 22. 参数解释2.1 饱和磁感应强度饱和磁感应强度是材料在外加磁场作用下能够达到的最大磁感应强度。

单位为特斯拉(T)。

2.2 磁导率磁导率描述了材料对磁场的响应程度，即磁场强度与磁感应强度之间的比值。

单位为亨利/米(H/m)。

2.3 矫顽力矫顽力是材料从饱和磁化状态中恢复到磁场消失状态所需施加的逆磁场强度。

单位为安培/米(A/m)。

2.4 磁能积磁能积是材料单位体积的储磁能力，表示材料在磁场中存储的能量密度。

单位为焦耳/立方米(J/m3)。

3. 典型应用3.1 铁氧体材料•镍锌铁氧体：常用于磁芯和磁带记录头。

软磁铁氧体材料基本知识特性参数和定义1. 矫顽力（Coercive Force）：矫顽力是指在恒定的外加磁场作用下，使材料磁化方向经历由饱和状态到零磁化状态所需施加的反磁场强度。

软磁铁氧体的矫顽力通常较低，能够迅速磁化和退磁。

2. 饱和磁场强度（Saturation Magnetization）：饱和磁场强度是指在给定的材料中，当外加磁场逐渐增大时，材料磁化强度达到最大值的磁场强度。

软磁铁氧体的饱和磁场强度较低，在一定限度内易于磁化。

3. 导磁率（Permeability）：导磁率是指材料在外加磁场作用下，对磁通量的导磁能力。

软磁铁氧体具有较高的导磁率，能够有效地传导磁性能，提高设备效率。

4. 磁化损耗（Magnetic Loss）：磁化损耗是指在磁化过程中由于材料内磁畴的磁翻转和能量损耗而产生的热耗散。

软磁铁氧体具有较低的磁化损耗，能够减少磁器件的能量损耗。

5. 相对温度系数（Temperature Coefficient）：相对温度系数是指磁化强度随温度变化的相对变化速率。

对于软磁铁氧体，相对温度系数是一个重要的参数，因为它决定了材料在不同温度下的导磁性能。

6. 饱和磁化强度温度系数（Curie Temperature）：饱和磁化强度温度系数是指材料的饱和磁化强度随温度变化的相对变化速率。

软磁铁氧体材料的饱和磁化强度温度系数决定了它们在高温环境下的磁性能。

7. 抗剪强度和硬度（Shear Strength and Hardness）：抗剪强度是指材料抵抗在剪切力作用下发生破坏的能力。

软磁铁氧体材料通常具有较低的抗剪强度，易于切削加工和成型。

硬度是指材料的抗压硬度，在软磁铁氧体中较低。

8. 界面雷射反射率（Interface Laser Reflectivity）：界面雷射反射率是指在材料与其他介质或结构之间的界面上，对于入射的激光束的反射光的反射率。

界面雷射反射率是一个重要的参数，用于衡量材料在光电器件中的透光性能。

pc40磁芯材料全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：PC40磁芯材料是一种常见的磁性材料，广泛应用于电子设备、通讯设备、医疗设备等领域。

它具有良好的磁导性能、磁饱和磁场强度高、磁导率高等特点，是一种优秀的电磁材料。

PC40磁芯材料是一种低碳硅钢材料，其主要成分为铁、硅和碳。

它具有优良的软磁特性，适用于高频应用。

PC40磁芯材料具有低损耗、低磁滞、高饱和磁感应强度、高磁导率等优点，能够有效减小电路中的能量损耗，提高系统的效率。

PC40磁芯材料广泛应用于各种电子设备中，如电源变压器、变频器、感应加热设备等。

在电源变压器中，PC40磁芯材料能够有效减小磁通损耗，提高电流传输效率；在变频器中，PC40磁芯材料能够稳定电流波形，提高系统的稳定性和可靠性；在感应加热设备中，PC40磁芯材料能够提高能量的传输效率，减少能量损耗。

除了电子设备领域，PC40磁芯材料也广泛应用于通讯设备、医疗设备等领域。

在通讯设备中，PC40磁芯材料能够提高信号的传输速度和稳定性；在医疗设备中，PC40磁芯材料能够减小设备的能量损耗，增加设备的使用寿命。

第二篇示例：我们来了解一下PC40磁芯材料的基本特性。

PC40属于一种磁性软铁氧体材料，其主要成分为铁氧体和硅酸铁。

它具有高磁导率、低磁化失真、低矫顽力、低饱和磁感应强度和低磁滞回路特性。

这些特性使得PC40磁芯材料在电子设备中具有优良的性能表现。

PC40磁芯材料适用于多种领域，其中最常见的应用是在电感器和变压器中。

在电感器中，PC40磁芯材料可以提高电感器的感应电动势，使得电路稳定性更好，同时还能降低电路的损耗。

在变压器中，PC40磁芯材料可以提高变压器的效率和性能，减少能量损耗，保证电能传输的稳定性。

随着科技的不断进步，PC40磁芯材料也在不断发展和完善。

未来，我们可以预见PC40磁芯材料会更加环保和节能，具有更高的磁导率和更低的损耗特性，以应对新能源、智能电网等领域的需求。

你知道PC40和PC44的区别吗？－磁芯材质定义和分别导读变压器磁芯是变压器的⼼脏，磁芯的好坏决定了⼀个产品的品质，但是你知道我们常说的PC40、PC44代表了什么吗？什么是PC40材质PC40（⾏业内⼜称40材）是⽇本TDK开发的铁氧体功率材料，是铁氧体功率材质中的基础材料，也是应⽤最⼴的材料。

PC40材质只是⽇本TDK的材质叫法。

很多PC40材的磁芯其实并不是TDK的产品，只是使⽤了TDK的材质标准，⼤家才统⼀的称为PC40材。

同等材质各⽣产⼚商的叫法都不相同：天通－TP40、越峰－P4、尼塞拉－NC2H、NEC－BH2、东磁－DMR40等等。

PC40和PC44等各材质有什么区别铁氧体磁芯关注的参数有磁导率（PC40的磁导率是2300），功率损耗，饱和磁感应强度Bs等参数。

从⼯艺上讲PC30、PC40的烧结⼯艺相同，只不过配⽅不同。

PC30的配⽅⽐较旧，原材料便宜，因此价格只有PC40的⼀半。

⼀般认为PC30适合⽤于100KHz以下频率，⽽100-200KHz则⽤PC40，再⾼就要⽤PC44或PC50了。

当然了，要求较⾼的话，⼏⼗KHz的频率也可以⽤PC40。

磁芯的术语及定义1.初始磁导率µi初始磁导率是磁性材料的磁导率(B/H)在磁化曲线事始端的极限值，即 µi=1/µ0 lim:H→0 B/H式中为µ0真空磁导率(4π×10^-7H/m) H为磁场强度(A/m) B磁通密度(T)2.有效磁导率µe：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µe=L/µ0N2*Le/Ae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) Ae为有效截⾯积(m^2)3.饱和磁通密度Bs(T)：磁化到饱和状态的磁通密度。

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。

5.矫顽⼒He(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，此时的磁场强称为矫顽⼒。

⾼频低功耗功率铁氧体TP4（PC40）材料的研制与⽣产磁性材料及器件J O U R N A L O F M A G N E T I C M A T E R I A L S A N D E V I C S1999年第1期No.1 1999⾼频低功耗功率铁氧体TP4材料的研制与⽣产*陆明岳摘要简要介绍了⾼频低功耗功率铁氧体TP4材料的研制和⽣产过程，对TP4材料制成的铁氧体磁芯有关电磁性能及显微结构作了详细研究。

关键词TP4材料及磁芯⾼频低功耗电磁性能显微结构The Research and Manufacture of High Frequency Low Power Loss TP4 MnZn Ferrite Materials and CoresLu MingyueHaining Tiantong Electronics Co LTD，Haining 314412ABSTRACT The development and manufacture of high frequency low power loss TP4 MnZn ferrite material and cores were introduced and the electromagnetic properties and microstructure were investigated in this paper．KEY WORDS TP4 ferrite material and cores，high frequency low power loss，electromagnetic properties，microstructure 1 前⾔微型电脑、⾼频开关电源等⾼科技产品的飞速发展，对铁氧体磁芯提出了越来越⾼的要求，整机的体积越来越趋于⼩型化并且越来越多地采⽤表⾯组装技术，迫切需要⼤量⾼频低功耗功率铁氧体磁芯。

⽇本TDK公司最早开发了使⽤频率可达300kHz（中⼼频率为100kHz）的⾼频功率铁氧体PC40材料（当时牌号为H7C4），但由于当时磁芯⼯作频率普遍低于50kHz，只需采⽤PC30或相当于PC30材料（TDK当时材料牌号为H7C1）即可。

软磁铁氧体磁芯的有效参数（二对于E形磁芯，罐形磁芯与其他类似的磁芯，其几何情况比环形磁芯复杂得多，精确计算这些磁芯的磁场分布必将要化费很大的工作量，因为不仅要象环形磁芯那样考虑到通过截面的不均匀磁场分布，而且也要考虑到不同截面图1-20矩形截面的环形磁芯处与拐角处磁力线的园弧拐弯。

因此，自1950年起,采用了近似法。

此法是将磁芯设想或由许多相等截面AK的单元组成，并假设在其中局部磁场强度HK是常数，这种单元的磁路长度用Ik表示,单元具有的磁感应用Bk表示，以及所属的相对磁导率用卩k表示，IN=E[[kl/则由环路定律得：(1-37而线圈电感的定义为IN=EHkl fc=-(1-38将（1-37式代入（1-38式,可得:1N 二EHW F—r—（1-39对于一个无气隙的环形磁芯，磁芯有效长度为le,有效截面积为Ae,则电感值为:(1-40比较(1-39式及(1-40式可知:同样也可计算得到假定:则磁芯有效参数le及Ae可由下式计算:(1-41关于各种形状磁芯的有效磁芯参数C1及C2的计算方法，国际电工委员会已有推荐的标准方法，下面简单介绍U形及E形磁芯的分段及计算磁芯参数方法。

1园方形截面的U形磁芯对图1-21示出方园形截面的U形磁对，把磁路分成八段，但其中11=13'=12'=12',与面积A2有关的磁路长度为12=12'+=12',拐角处平均磁路长度：I4=I4”+I4”= (s+h(mmI5=I5'+I5”= (p+h(mm与14和15有关的平均面积为(mm2(mm2(mm-3图1-21 U形磁芯对2矩形截面的E形磁芯对E形磁芯为一对并联磁路,现取四分之一部分进行计算。

如图1-22所示,在四分之一部分磁路划分为五段，每段的磁路长分别为11到15,半个中心柱的面积为A3,拐角处平均磁路长度按下式计算：(p+h(mm(s+h(mm与14和15有关的平均面积为(mm2(mm-1P +14Ai=———:2(mm-3图1-22矩形截面E形磁芯对。

pc40磁芯材料全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：PC40磁芯材料是一种常用的软磁材料，具有优良的磁性能和电磁性能，广泛应用于各种电子设备和通信设备中。

PC40磁芯材料具有低磁导率、低磁滞、高磁饱和感和低矫顽力等特点，能够有效地降低电子元器件的功耗和发热，提高设备的稳定性和可靠性。

本文将从PC40磁芯材料的基本特性、应用领域和制造工艺等方面进行详细介绍。

PC40磁芯材料是一种由铁、硅、铜和铝等合金元素组成的软磁合金材料，其主要成分为铁(Si)：94%，碳(C)：0.03%，硅(Si)：3.8%，铝(Al)：1.2%，铜(Cu)：0.6%。

PC40磁芯材料具有高导磁率、低磁阻、低铜损耗、低润湿斯基粒度、低热膨胀系数、优良耐热性和耐腐蚀性等特点，适用于高频变压器、信号变压器、滤波器、电感等产品。

PC40磁芯材料的主要特性有以下几点：1. 低磁导率：PC40磁芯材料具有较低的磁导率，可以有效地降低电子元器件的磁损耗，提高设备的转换效率和功耗性能。

2. 低磁滞：PC40磁芯材料的矫顽力很小，能够快速反应外加磁场的变化，减少磁压损耗和磁滞损耗。

3. 高磁饱和感：PC40磁芯材料具有较高的磁饱和感，能够充分利用磁场激发磁芯的磁性能，提高变压器和电感的能量传输效率。

1. 通信设备：PC40磁芯材料广泛应用于通信设备中的变压器、电感、滤波器和隔离器等产品，用于干扰滤波、信号传输、电源转换和调节等功能。

2. 电源设备：PC40磁芯材料可以用于各种类型的电源设备中，包括开关电源、逆变器、稳压器、变频器等产品，用于增加稳定性、降低功耗和提高效率。

3. 汽车电子：PC40磁芯材料广泛应用于汽车电子设备中的电源管理、电机控制和通信系统中，用于提高设备的可靠性、安全性和通信效率。

1. 原料准备：首先需要准备铁、硅、铜和铝等合金元素的原料，并按照一定的配方比例进行混合。

2. 熔炼铸造：将混合原料加热至一定温度，进行熔炼铸造，得到PC40磁芯材料的块状合金材料。