铁粉基软磁材料介绍

铁粉芯磁瓦磁块
铁粉芯、磁瓦和磁块都是磁性材料，常用于电子设备中。

以下是对这三者的介绍：- 铁粉芯：主要成分是氧化铁，价格比较低，饱和磁感应强度在1.4T左右。

磁导率范围从22-100，初始磁导率ui值随频率的变化稳定性好，直流电流迭加性能好，但高频下消耗高。

- 磁瓦：一般采用纯铁粉加入绝缘剂、粘结剂然后挤压成型而成，表面电阻较小，初始导磁率为75以下，拥有很高的饱和磁通密度B，因此常用于功率型的磁环电感的各种开关电源上。

- 磁块：属于软磁铁氧体磁芯，具有电阻高、导磁率偏低的特点，初始导磁率范围在5-1500。

由于这类磁块具有较高的表面电阻（100M以上），因此一般用于中高频电路上。

不同的磁性材料具有不同的特性和适用场景，在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的材料。

铁粉基软磁材料介绍铁粉基软磁材料的主要成分是铁粉，具有较高的磁导率和低的电阻率，能够有效地传导磁场，提供强大的磁力。

同时，它还具有较低的矫顽力和较低的磁导滞回损耗，能够在外加磁场作用下迅速响应，提供较好的电磁性能。

此外，绝缘剂的添加可以有效降低铁粉之间的磁耦合作用，减小能量损耗，提高材料的稳定性。

铁粉基软磁材料具有多种优点。

首先，它具有较高的饱和磁感应强度和低的磁导损耗，能够在高频条件下保持较好的电磁性能。

其次，铁粉基软磁材料具有较高的电阻率，能够有效降低涡流损耗，提高能量利用率。

此外，它还具有较低的热膨胀系数和较好的热稳定性，能够在高温条件下保持稳定性能。

最后，铁粉基软磁材料的制备成本相对较低，操作简单，适用于大规模生产。

铁粉基软磁材料的应用广泛。

首先，在电子领域，它可用于制造各种磁性元器件，如变压器、电感器、传感器等。

这些元器件通常用于电力传输、信号传输和电子设备中，能够起到电能转换和信号处理的作用。

其次，在电动汽车和可再生能源领域，铁粉基软磁材料可用于制造高效的电动机和发电机，提高能源利用效率。

此外，它还可以应用于磁存储领域，制造高容量的硬盘驱动器和磁带等储存设备。

尽管铁粉基软磁材料具有许多优点，但也存在一些局限性。

首先，由于铁粉颗粒之间的磁耦合作用较弱，其软磁性能相对较差，不能满足一些高性能应用的需求。

其次，铁粉基软磁材料的饱和磁感应强度相对较低，不能满足一些大电流应用的需求。

此外，铁粉基软磁材料在加工过程中易发生粉末结聚、氧化等问题，影响材料的性能和稳定性。

为了提高铁粉基软磁材料的性能，研究人员正在不断开展相关研究。

他们通过改变铁粉的粒径、分布和添加适量的合金元素等手段，有效地改善了材料的磁性能和软磁性能。

同时，通过优化制备工艺和添加表面涂层等措施，可以有效解决铁粉基软磁材料的加工问题。

总而言之，铁粉基软磁材料是一类具有良好磁性能和软磁性能的材料。

它具有较高的饱和磁感应强度、低的磁导损耗和较高的热稳定性，广泛应用于各种磁性元器件和磁性产品中。

PREPARED BY 林平长REPORT DATE: 2008-01-25SUBJECT主题金属磁粉芯简介目录第1章磁性材料简介 (2)第2章金属磁粉芯的历史 (5)第3章金属磁粉芯的特性 (6)第4章金属磁粉芯与铁氧体的比较 (8)第5章金属磁粉芯的损耗模型 (9)第6章金属磁粉芯的重要制造商 (14)第7章铁粉芯的老化 (16)第8章铁硅磁粉芯简介 (17)第9章节能时代的铁硅铝磁粉芯 (19)PREPARED BY 林平长REPORT DATE: 2008-01-25SUBJECT主题金属磁粉芯简介第1章磁性材料简介1831 年，法拉第证实了电磁感应现象的存在。

此后，麦克斯韦（Maxwell）通过方程组的揭示了电与磁之间的内在联系。

麦克斯韦方程组构成了一切电磁感应应用的数理基础，而电磁感应这一自然法则，也构成了磁性材料实际应用之工作机理。

磁性材料的应用广泛，从CRT 电视到平板电视（LCD TV、 PDPTV），从有线模拟通信系统到无线数据通信系统，从传统电机到音圈电机，从传统喇叭到高档音响，无不需要磁性材料。

图1展示了磁性材料经典的B-H曲线。

通常，磁性材料有以下三大应用场合。

第一场合，能量形式的转换。

发电装置采用磁材的目的在于将机械能转换为电能，电机马达（含 VCM 电机）和喇叭音响采用磁材的目的在于将电能转换为机械能。

在能量转换场合下，多采用永磁材料。

第二场合，电流参数的变换。

对于电子类产品而言，不同的电流参数如电压、频率和相位均表征了不同的信号内容，故需要进行频繁的参数变换。

这种变换，多是通过LC 振荡回路实现，L 即电感，而软磁材料即L 的主要构成部分。

这也正是软磁材料在IT 领域得到广泛运用的原因所在。

第三场合，提供强大的恒定磁场。

此场合的民用领域主要是MRI 核磁共振仪。

MRI 的基本原理在于利用强大的外加磁场与人体的氢原子产生核磁共振，通过计算机将此核磁共振信号形成人体内部组织之形态图像，从而达到医疗诊断的目的。

软磁材料基本知识一、软磁材料的发展及种类1.软磁材料的发展软磁材料在工业中的应用始于十九世纪末。

随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。

到二十世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。

直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。

到二十年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。

从四十年代到六十年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。

进入七十年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。

2.常用软磁磁芯的种类铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。

按(主要成分, 磁性特点, 结构特点) 制品形态分类:1). 合金类：硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金2). 粉芯类：磁粉芯，包括：铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯（High Flux）、坡莫合金粉芯（MPP）3). 铁氧体类：算是特殊的粉芯类， 包括：锰锌系、镍锌系常用软磁材料的分类及其特性(Soft Magnetic Materials)二、软磁材料的分类介绍(一). 合金类1.硅钢硅钢是一种合金，在纯铁中加入少量的硅（一般在 4.5%以下）形成的铁硅系合金称为硅钢，该类铁芯具有最高的饱和磁感应强度值为20000 高斯；由于它们具有较好的磁电性能，又易于大批生产，价格便宜，机械应力影响小等优点，在电力电子行业中获得极为广泛的应用，如电力变压器、配电变压器、电流互感器等铁芯。

是软磁材料中产量和使用量最大的材料。

也是电源变压器用磁性材料中用量最大的材料。

特别是在低频、大功率下最为适用。

常用的有冷轧硅钢薄板DG3、冷轧无取向电工钢带DW、冷轧取向电工钢带DQ，适用于各类电子系统、家用电器中的中、小功率低频变压器和扼流圈、电抗器、电感器铁芯，这类合金韧性好，可以冲片、切割等加工，铁芯有叠片式及卷绕式。

磁性材料基本知识磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料.由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5 微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定.主要用于高频电感.磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等.常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种.磁芯的有效磁导率μe及电感的计算公式为: μe = DL/4N2S × 109其中:D 为磁芯平均直径(cm),L为电感量(享),N 为绕线匝数,S为磁芯有效截面积(cm2). 常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成.在粉芯中价格最低.饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22~100;初始磁导率μi随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高.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.实际应用时,根据不同波段下对滤波要求不同会添加各种不同的其他物质(一般为企业机密).电磁兼容是指电器回路中由于各种不同原因产生的杂波,这些杂波不仅对电器回路的正常运转有妨害,而且其辐射对人体有一定害处.所以各国(尤其是欧盟)对此有各种规定,即电磁兼容性(EMC).电线上面的杂波主要通过磁环来解决其电磁兼容性问题.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.磁环的材料目前比较多的是铁粉芯(价格低廉,应用广泛),高级的还有稀土材料等.实验表明,任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同．根据物质在外磁场中表现出的特性,物质可粗略地分为三类:顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质．根据分子电流假说,物质在磁场中应该表现出大体相似的特性,但在此告诉我们物质在外磁场中的特性差别很大．这反映了分子电流假说的局限性．实际上,各种物质的微观结构是有差异的,这种物质结构的差异性是物质磁性差异的原因．我们把顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质部铁磁性物质称为强磁性物质．通常所说的磁性材料是指强磁性物质．磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料．磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料,不容易去碰的物质叫硬磁性材料．一般来讲软磁性材料剩磁较小．硬磁性材料剩磁较大．磁性材料按化学成份分,常见的有两大类:金属磁性材料和铁氧体．铁氧体是以氧化铁为主要成分的磁性氧化物．软磁性材料的剩磁弱,而且容易去磁．适用于需要反复磁化的场合．可以用来制造半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、电子计算机中的记忆元件,以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元件的铁芯等．常见的金属软磁性材料有软铁、硅钢、镍铁合金等,常见的软磁铁氧体有锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等．硬磁性材料的剩磁强,而且不易退磁,适合制成永磁铁,应用在磁电式仪表、扬声器、话筒、永磁电机等电器设备中．常见的金属硬磁性材料有碳钢、钨钢、铝镍钴合金等,常见的硬磁铁氧体为钡铁氧体和锯铁氧体．Saturation (CoEv) 饱和当磁化力(H)增加时,如果磁性材料中的磁通密度(B)没有相应地随之增加,这时称作饱和.饱和与磁芯的磁性有关.每种材料都只能储存一定数量的磁通密度.超出这个磁通密度,磁芯的导磁率将急遽下降,结果导致电感量下降.Saturation (Raychem) 饱和在磁性材料能够存在的最大磁通量.Saturation Flux Density饱和磁通密度磁性材料饱和时的磁通磁度.Saturation Current (CoEv) 饱和电流在电感器中流过的直流偏置电流,和没有直流偏置电流时的电感量相比较,它会引起电感量下降一个规定的数值.在用於储能的情况下,对於铁氧体磁芯规定这个数值是下降10%,对於铁粉磁芯则规定这个数值是下降20%.Saturation Current (Raychem) 饱和电流在电感器中流过、引起电感量下降一个规定数量的直流偏置电流.电感量下降的数量是从直流电流为零时的电感量开始计算.通常电感量下降的数量规定為1%和20%.铁氧体磁心的电感量下降规定为10%,用于储存能量的粉末磁心的电感量下降规定为20%.直流偏置电流之所以会引起电感下降是与磁心的磁性有关.磁心和磁心周围的空间只能存储一定量的磁能.超出磁通密度最大点以后,磁心的导磁率降低.因此,电感随之下降.空心电感并不存在磁心饱和的问题.电感值跟导磁率成正比,导磁率=B/HB是磁通密度H是磁场强度B跟H不懂没关系,再简单一点说,B场就是简单的我们实实在在感觉到的磁场,只要B不等于零,我们就会实实在在的感受到磁场,H是由电流产生的磁场,有时候,看简单一点,H跟外加电流成正比就是了.你就简单当是你加的电流也可以啦.饱和磁通密度嘛就是我们的磁性材料不好嘛,这没办法呀,是磁性材料的特性呀.(如果不满意,找飞利浦算帐,ferrite是他们发明的.)一定会饱和啦,我们对磁性材料慢慢外加电流,磁流密度会跟著增加,当加电流至某一程度时,我们会发现,磁通密求会增加得很慢,而且会趋近一渐近线.当趋近这一渐近线时,这时的磁通密度,我们就称為饱和磁通密度,饱和磁通密度干什麼的?有什麼重要?电感值跟导磁率成正比,导磁率=B/HB是磁通密度,H是磁场强度(电流增加,H会增加.)H会增加,但B不会增加,那会有什么很果,那很简单嘛,导磁率会趋近零啦!电感值跟导磁率成正比,导磁率趋近零,那电感值会是多少?当然是会没感值啦!没感值的电感还是电感吗?没感值的变压器会感应磁场吗?都不会啦!加电流到了饱和磁通密度,那已经是没有感值的东西,不是电感或者是变压器了!简单吧!如果要了解磁性材料的磁滞曲线长成什么样子,我有空会贴给出来.导磁率跟磁滞曲线是一致的.产品应用时,磁滞曲线是怎麼跑的;而且导磁率是复数,不单是复数,而且是张量.(反正是很恐怖的数学就是了,真的很恐怖喔,不然我也不会忘记!)不过,做电感或变压器,了解到复数就够应用了.Bs高:相同的磁通需要较小磁心截面积,磁性元件体积小.低频时Bs限制了最大工作磁通密度,高频时,主要是损耗限制了磁通密度的选取,Bs显得并不重要.事实上Bs基本上跟饱和电流关系不大,Bs-Br才决定了饱和的电流,因为这个会使得B-H曲线更加倾斜,单纯的Bs不会有此决定意义.同一条磁化曲线,不同变压器工作点不同.电流互感器工作于曲线直线部分.工频电源变压器工作于磁化曲线靠近饱和部分.直流变换器和开关电源变压器磁化曲线的饱和点是一个重要参数,不可自由选择.输出变压器和阻流圈又要求磁性材料的导磁率、小脉冲变压器则要求脉冲导磁率.大脉冲变压器则要求、Bs-Br,诸此等等.一软磁材料的发展软磁材料在工业中的应用始于19世纪末.随着电力工及电讯技术的兴起,开始使用低碳钢制造电机和变压器,在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等.到20世纪初,研制出了硅钢片代替低碳钢,提高了变压器的效率,降低了损耗.直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位.到20年代,无线电技术的兴起,促进了高导磁材料的发展,出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等.从40年代到60年代,是科学技术飞速发展的时期,雷达、电视广播、集成电路的发明等,对软磁材料的要求也更高,生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料.进入70年代,随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展,研制出了磁头用软磁合金,除了传统的晶态软磁合金外,又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金.二常用软磁磁芯的种类铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元. 按(主要成分、磁性特点、结构特点)制品形态分类: (1) 粉芯类: 磁粉芯,包括:铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯(High Flux)、坡莫合金粉芯(MPP)、铁氧体磁芯 (2) 带绕铁芯:硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金三常用软磁磁芯的特点及应用(一) 粉芯类1. 磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料.由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5 微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定.主要用于高频电感.磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等. 常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种. 磁芯的有效磁导率μe及电感的计算公式为: μe = DL/4N2S ×109 其中:D 为磁芯平均直径(cm),L为电感量(享),N 为绕线匝数,S为磁芯有效截面积(cm2).(1) 铁粉芯常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成.在粉芯中价格最低.饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22~100;初始磁导率μi随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高.(2)坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux). MPP 是由81%Ni、2%Mo及Fe粉构成.主要特点是:饱和磁感应强度值在7500Gs左右;磁导率范围大,从14~550;在粉末磁芯中具有最低的损耗;温度稳定性极佳,广泛用于太空设备、露天设备等;磁致伸缩系数接近零,在不同的频率下工作时无噪声产生.主要应用于300kHz以下的高品质因素Q滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC电路中常用, 粉芯中价格最贵. 高磁通粉芯HF是由50%Ni、50%Fe粉构成.主要特点是:饱和磁感应强度值在15000Gs 左右;磁导率范围从14~160;在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度,最高的直流偏压能力;磁芯体积小.主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因素校正电路等, 在DC 电路中常用,高DC 偏压、高直流电和低交流电上用得多.价格低于MPP.(3) 铁硅铝粉芯(Kool Mμ Cores) 铁硅铝粉芯由9%Al、5%Si, 85%Fe粉构成.主要是替代铁粉芯,损耗比铁粉芯低80%,可在8kHz以上频率下使用;饱和磁感在1.05T 左右;导磁率从26~125;磁致伸缩系数接近0,在不同的频率下工作时无噪声产生;比MPP有更高的DC偏压能力;具有最佳的性能价格比.主要应用于交流电感、输出电感、线路滤波器、功率因素校正电路等.有时也替代有气隙铁氧体作变压器铁芯使用.2. 软磁铁氧体(Ferrites) 软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物,采用粉末冶金方法生产.有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等几类,其中Mn-Zn铁氧体的产量和用量最大,Mn-Zn 铁氧体的电阻率低,为1~10 欧姆/米,一般在100kHZ以下的频率使用.Cu-Zn、Ni-Zn铁氧体的电阻率为102~104欧姆/米,在100kHz~10 兆赫的无线电频段的损耗小,多用在无线电用天线线圈、无线电中频变压器.磁芯形状种类丰富,有E、I、U、EC、ETD形、方形(RM、EP、PQ)、罐形(PC、RS、DS)及圆形等.在应用上很方便.由于软磁铁氧体不使用镍等稀缺材料也能得到高磁导率,粉末冶金方法又适宜于大批量生产,因此成本低,又因为是烧结物硬度大、对应力不敏感,在应用上很方便.而且磁导率随频率的变化特性稳定,在150kHz以下基本保持不变.随着软磁铁氧体的出现,磁粉芯的生产大大减少了,很多原来使用磁粉芯的地方均被软磁铁氧体所代替. 国内外铁氧体的生产厂家很多,在此仅以美国的Magnetics公司生产的Mn-Zn 铁氧体为例介绍其应用状况.分为三类基本材料:电信用基本材料、宽带及EMI材料、功率型材料. 电信用铁氧体的磁导率从750~2300, 具有低损耗因子、高品质因素Q、稳定的磁导率随温度/时间关系, 是磁导率在工作中下降最慢的一种,约每10年下降3%~4%.广泛应用于高Q滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、接近传感器.宽带铁氧体也就是常说的高导磁率铁氧体,磁导率分别有5000、10000、15000.其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频率特性.广泛应用于共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器,在宽带变压器和EMI上多用.功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度,为4000~5000Gs.另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系.也就是说,随频率增大、损耗上升不大;随温度提高、损耗变化不大.广泛应用于功率扼流圈、并列式滤波器、开关电源变压器、开关电源电感、功率因素校正电路.(二) 带绕铁芯1. 硅钢片铁芯硅钢片是一种合金,在纯铁中加入少量的硅(一般在 4.5%以下)形成的铁硅系合金称为硅钢.该类铁芯具有最高的饱和磁感应强度值为20000Gs;由于它们具有较好的磁电性能,又易于大批生产,价格便宜,机械应力影响小等优点,在电力电子行业中获得极为广泛的应用,如电力变压器、配电变压器、电流互感器等铁芯.是软磁材料中产量和使用量最大的材料.也是电源变压器用磁性材料中用量最大的材料.特别是在低频、大功率下最为适用.常用的有冷轧硅钢薄板DG3、冷轧无取向电工钢带DW、冷轧取向电工钢带DQ,适用于各类电子系统、家用电器中的中、小功率低频变压器和扼流圈、电抗器、电感器铁芯,这类合金韧性好,可以冲片、切割等加工,铁芯有叠片式及卷绕式.但高频下损耗急剧增加,一般使用频率不超过400Hz.从应用角度看,对硅钢的选择要考虑两方面的因素:磁性和成本.对小型电机、电抗器和继电器,可选纯铁或低硅钢片;对于大型电机,可选高硅热轧硅钢片、单取向或无取向冷轧硅钢片;对变压器常选用单取向冷轧硅钢片.在工频下使用时,常用带材的厚度为0.2~0.35毫米;在400Hz下使用时,常选0.1毫米厚度为宜.厚度越薄,价格越高.2. 坡莫合金坡莫合金常指铁镍系合金,镍含量在30~90%范围内.是应用非常广泛的软磁合金.通过适当的工艺,可以有效地控制磁性能,比如超过105的初始磁导率、超过106的最大磁导率、低到2‰奥斯特的矫顽力、接近1或接近0的矩形系数,具有面心立方晶体结构的坡莫合金具有很好的塑性,可以加工成1μm的超薄带及各种使用形态.常用的合金有1J50、1J79、1J85等.1J50 的饱和磁感应强度比硅钢稍低一些,但磁导率比硅钢高几十倍,铁损也比硅钢低2~3倍.做成较高频率(400~8000Hz)的变压器,空载电流小,适合制作100W以下小型较高频率变压器.1J79 具有好的综合性能,适用于高频低电压变压器,漏电保护开关铁芯、共模电感铁芯及电流互感器铁芯.1J85 的初始磁导率可达十万以上,适合于作弱信号的低频或高频输入输出变压器、共模电感及高精度电流互感器等.3. 非晶及纳米晶软磁合金(Amorphous and Nanocrystalline alloys) 硅钢和坡莫合金软磁材料都是晶态材料,原子在三维空间做规则排列,形成周期性的点阵结构,存在着晶粒、晶界、位错、间隙原子、磁晶各向异性等缺陷,对软磁性能不利.从磁性物理学上来说,原子不规则排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶态结构对获得优异软磁性能是十分理想的.非晶态金属与合金是70年代问世的一个新型材料领域.它的制备技术完全不同于传统的方法,而是采用了冷却速度大约为每秒一百万度的超急冷凝固技术,从钢液到薄带成品一次成型,比一般冷轧金属薄带制造工艺减少了许多中间工序,这种新工艺被人们称之为对传统冶金工艺的一项革命.由于超急冷凝固,合金凝固时原子来不及有序排列结晶,得到的固态合金是长程无序结构,没有晶态合金的晶粒、晶界存在,称之为非晶合金,被称为是冶金材料学的一项革命.这种非晶合金具有许多独特的性能,如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性,高的电阻率和机电耦合性能等.由于它的性能优异、工艺简单,从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点.目前美、日、德国已具有完善的生产规模,并且大量的非晶合金产品逐渐取代硅钢和坡莫合金及铁氧体涌向市场.。

铁粉基软磁材料介绍1材料种类海绵铁从1910年开始生产,但直到1946年瑞典赫格纳斯公司才建立起世界第一家铁粉厂,现在铁粉生产已成为一种工业。

60年代建立起雾化制粉工艺,整个铁粉工业年产铁粉逾80万ｔ。

这种材料大部分用于粉末冶金工业,按严格技术要求生产终形制品。

高纯度与高压缩性铁粉的开发,为粉末冶金制品开辟了软磁应用领域。

采用粉末冶金技术,压制铁粉并在高温下烧结,可得到相当于纯铁铸件的软磁部件。

不损害压缩性的合金化方法的开发,提供了大量的合金化材料。

合金添加剂提高电阻率,导致较低的涡流损耗。

合金化材料在高温下烧结也可得到高磁导率。

可是,合金添加剂也降低饱和磁感,而且合金含量在商业使用上还有一个限度。

一般认为,这些材料适合于直流电应用,或很低频率的应用。

减少铁颗粒涡流损耗的另一种方法是在颗粒之间引入绝缘层。

绝缘层可以是有机树脂材料或无机材料,因而这些材料是软磁复合材料。

绝缘层可以有效地降低涡流损耗,但绝缘层的作用像气隙一样,因而也降低了磁导率。

通常用降低绝缘层厚度、压制到高密度和进行热处理消除或减少应力来部分地恢复磁导率。

性能的变化取决于所使用的频率。

因而最近几年迅速发展了一系列材料与工艺。

软磁复合材料的最新开发,旨在生产可在较低频率下使用的部件。

像电机一类通常是在50-60Ｈｚ频率下工作,但微型化趋势可能将频率增加到100Ｈｚ或300Ｈｚ。

将低频应用的烧结软磁材料与50Ｈｚ应用的软磁复合材料对比一下是有趣的。

这种对比是在50Ｈｚ与0 5Ｔ条件下进行的,因为在较高磁感下的涡流损耗比例相当大,对于烧结材料性能的测定是困难的。

高电阻率的烧结材料在50Ｈｚ下的总损耗接近于软磁复合材料的总损耗。

而烧结材料的总损耗中涡流损耗占有很高比例,而软磁复合材料的总损耗几乎全是磁滞损耗。

对比软磁复合材料的直流磁滞曲线与50Ｈｚ时的磁滞曲线,这些曲线实际上是相同的,因而证实总损耗几乎全是磁滞损耗。

一种高电阻率材料(含3%Ｓｉ的烧结铁)在直流和在0 05Ｈｚ、0 5Ｈｚ和50Ｈｚ交流时的磁滞曲线的面积随频率的增加而增加,证实存在着涡流损耗。

铁粉芯铁粉芯是以高纯还原铁粉或基铁粉经表面绝缘包覆、粘合剂混合压制而成的一种软磁化场下不被饱和的软磁材料。

具有良好的直流叠加特性。

其生产工艺简单，价格在各类金属磁粉芯中式最低的，目前在各类金属磁粉芯中是使用最普及用量最大的一种，依据其使用粘合剂的不同又分为普通铁粉芯和HTC200耐高温铁粉芯二大类。

由于磁粉芯是密度比较高的产品，任何不正确的搬运或碰撞都可能导致磁芯损坏，如果磁芯初击一个坚硬的平面，磁芯表面涂层会出现裂痕或碎裂。

磁粉芯比其他产品重，一般本公司的载货箱重量在15-20kg，存放时切勿压叠超过5箱货物，以免压碎底层货物。

由于磁粉芯内有均匀的气隙分布，使磁粉芯不能存储静电电荷，所以静电释放对磁芯的影响，无须过分担心。

磁粉芯需要存放在无油、溶剂、污垢、灰尘和酸性液体的地方。

特别是表面没有保护层的磁粉芯，如E型、I型、管状型、U型等。

存放时应充分考虑防潮和防雨的问题，储存时间不宜过长，我们建议使用前的仓储期间不要打开原产品包装，防止产品锈蚀。

普通铁粉芯普通铁粉芯是利用传统生产工艺，是由Fe含量99%以上的纯铁粉末其经表面经绝缘包覆，然后采用有机粘合剂混合压制而成的一种磁性材料，由于其材料没有做高温处理，故其使用温度在-65C~+125C。

磁导率从10μ~100μ，形状有环型、E型、U型、R棒型等较为复杂的产品。

由于铁粉芯内有天然的气隙分布特性，被广泛应用于储能电感器、调光抗流器、EMI噪音滤波器、DC输出/输入滤波器等，是磁粉芯中价格最便宜的一种材料。

铁粉芯一般适用-65℃-+125℃的温度范围，当磁芯处于较高的温度环境中，会使电感和品质因数（Q）永久性的降低，这是由于其在制造过程中使用了有机粘接剂，如环氧树脂等；当使用温度超过150℃时，其材料内部的树脂会恶化，使磁芯的损耗增大，降低铁粉芯的使用寿命。

这种特性的偏离程度取决于时间、温度、磁芯大小、频率和磁通密度等。

磁芯是按列出的Al值制造的，每种材料的磁导率仅作参考。

一). 粉芯类1. 磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。

由于铁磁性颗粒很小（高频下使用的为0.5~5微米），又被非磁性电绝缘膜物质隔开，因此，一方面可以隔绝涡流，材料适用于较高频率；另一方面由于颗粒之间的间隙效应，导致材料具有低导磁率及恒导磁特性；又由于颗粒尺寸小，基本上不发生集肤现象，磁导率随频率的变化也就较为稳定。

主要用于高频电感。

磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。

常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。

磁芯的有效磁导率me及电感的计算公式为： me = DL/4N2S ´ 109其中： D为磁芯平均直径（cm），L为电感量（享），N为绕线匝数，S为磁芯有效截面积（cm2）。

(1). 铁粉芯常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。

在粉芯中价格最低。

饱和磁感应强度值在1.4T左右；磁导率范围从22~100; 初始磁导率mi随频率的变化稳定性好；直流电流叠加性能好；但高频下损耗高。

(2). 坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux)。

MPP是由81%Ni, 2%Mo, 及Fe粉构成。

主要特点是: 饱和磁感应强度值在7500Gs 左右；磁导率范围大，从14~550; 在粉末磁芯中具有最低的损耗；温度稳定性极佳，广泛用于太空设备、露天设备等；磁致伸缩系数接近零，在不同的频率下工作时无噪声产生。

主要应用于300KHz以下的高品质因素Q滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC电路中常用, 粉芯中价格最贵。

高磁通粉芯HF是由50%Ni, 50%Fe粉构成。

主要特点是: 饱和磁感应强度值在15000Gs左右；磁导率范围从14~160; 在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度，最高的直流偏压能力；磁芯体积小。