锰锌与镍锌铁氧体

锰锌铁氧体本文来自维库电子市场网/news/, 本文地址：/news/html/2007-5-24/38340.html试制高导锰锌铁氧体试制：氧化物湿法工艺，原材料按下列配方：Fe2O3：52.1mol%，MnO：23.9mol%，ZnO：24mol%，经湿混砂磨一次喷雾造粒（25kg蒸发量）后，850℃预烧，加入少量微量元素如Bi2O3、Zn2O3、MoO3等，再经二次砂磨二次喷雾干燥造粒（25kg蒸发量），压成φ4×2×1.5环形磁芯。

在小型钟罩炉中1400℃烧结4～6小时，烧结过程中严格控制氧含量。

磁环的磁导率μi通过HP4284ALCR表测量，用电子显微镜SEM观察磁环表面及断面结构，用EDAX分析表面成份。

选择原辅材料及微量添加元素如Bi2O3、In2O3、MoO3等，获得了初始磁导率达32000的高磁导率MnZn 铁氧体材料。

经喷雾干燥后铁氧体粉料颗粒外观形状是实心球状，该粉料具有较好的流动性，同时松装比重较高，对铁氧体毛坯成型非常有利。

粉料压制特性对毛坯密度及强度的影响，铁氧体粉料颗粒均已破碎，对应毛坯的密度为3.2g/cm3，较高的毛坯密度对于获得较好的电磁性能如高磁导率和低损耗的铁氧体是十分有益的。

铁氧体颗粒形态及成型密度对初始磁导率影响还是比较大的。

微量元素是加入0.02wt%的Bi2O3，0.03wt%的Zn2O3，以及0.04wt%的MoO3，材料起始磁导率为32000，测试条件为：f=1kHz，U=0.05V，N=10Ts，25℃，φ4×2×1.5环。

平均晶粒直径为45μm。

Bi2O3及ZnO在烧结过程中的挥发性，向铁氧体中加入过量Bi2O3（为0.08wt%，其中主成份及其它微量元素完全相同）后，由于Bi2O3大量挥发，导致铁氧体磁芯表层存在大量不规则气孔。

φ4×2×1.5环内表面和外表面EDAX成份谱线。

镍锌(Ni-zn) 软磁材料的认识铁氧体材料又称氧化物磁性材料，它是由铁和其它金属组成的复合氧化物，其磁性属亚铁磁性，是由被氧离子所隔开的磁性金属离子间产生超交换相互作用，从而使处于不同晶格位置上的磁性金属离子磁矩反向排列，若两者的磁矩不相等，则表现出强磁性。

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，主要的晶格结构为尖晶石结构。

若按化学成分分类，软磁铁氧体材料主要有 MnZn 系、 NiZn 系、 MgZn 系三大类；若按应用特性参数分类，可分为高磁导率、功率铁氧体材料、高频铁氧体材料、高电阻率材料、甚高频软磁铁氧体材料（六角晶系高频铁氧体）、高频大功率铁氧体材料等Ni－Zn系软磁铁氧体材料应用Ni－Zn系软磁铁氧体材料是应用广泛的高频软磁材料。

当应用频率在1MHz以下时其性能不如Mn －Zn系铁氧体，而在1MHz以上时，由于它具有高电阻率，其性能大大优于Mn－Zn铁氧体，非常适宜在高频中使用。

用镍锌软磁铁氧体材料做成的铁氧体宽频带器件，使用频率可以做到很宽，其下限频率可做到几千赫兹，上限频率可达几千兆赫兹，大大扩展了软磁材料的频率使用范围，主要功能是在宽频带范围内实现射频信号的能量传输和阻抗变换。

由于它们具有频带宽、体积小、重量轻等特点而被广泛应用在雷达、电视、通讯、仪器仪表、自动控制、电子对抗等领域。

工业化生产镍锌铁氧体其射频宽带Ni－Zn（磁芯）的工作频率可达0.1MHz～1.5GHz，品种规格上千种。

少数厂家在开发低噪声滤波器和铁氧体吸收与抑制元件。

随着信息网络技术的飞速发展，在有线电视系统和闭路电视系统的基础上迅速发展起来的光纤同轴电缆混合（HFC）网络系统，作为综合信息宽带网络，具有显著的优势。

HFC网络系统的改造和建设，需要各种射频宽带铁氧体器件，而射频宽带铁氧体材料（磁芯）系列是制造上述铁氧体器件的关键磁性材料。

HFC的发展，大大刺激了对射频宽带铁氧体材料及器件的需求。

磁芯分为铁氧体磁芯和合金类磁芯铁氧体磁芯（常用的）：锰锌系列，镍锌系列合金类磁芯：铁粉芯，钼坡莫合金根据变压器用途选磁芯：PQ功率磁芯：功率传输变压器，开关电源变压器，滤波电感器，宽频及脉冲变压器，转换电源变压器主要材质：TP3, TP4EP型高导磁芯：主要用于滤波器波形整理，消除杂波，使视频清晰或音频保真根据工作频率，功率大小，电感量大小，安装空间选择磁芯：根据滤波器电感量大小：AL= （L/N2）*1000000 （辿）N2（准确的说法是叫电感系数，他是为了便于开关电源的匝数引入的，（N*N=Lp/Al 其中N为线圈的匝数,Lp为线圈的电感量,Al为电感系数）一般手册上给的是1匝线圈的电感量，有的给出的是1000的电感量.1mH=1000uH 1uH=1nH，nH（纳亨）（不常用）磁芯结构的选择：选择时要尽量降低漏磁和漏感，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。

不同磁芯对变压器的工作影响：的输出功率，并且占用最小的PCB安装空间可以使用一付夹子进行安装固定这种有效的设计也使的磁芯的磁路截面积更加统一，因此这种磁芯结构也使得比其它的磁芯结构设计有更少的工作热点。

EP型磁芯EP型磁芯的圆形中心柱立体形结构，除了与PCB板接触的末端外，完全的把绕组包裹了起来，屏敝非常好这种独特的形状最小化了在两片磁芯装配时接触面形成的气隙的影响，并且提供了一个更大的体积和总的空间利用率的比例。

环形磁芯」：对于制造商来说，环型磁芯是最经济的，在与其可比较的各种磁芯中，它的花费是最低的;由于使用骨架，附加的和组装的费用等于零;适合时可以使用绕线机进行绕制;它的屏敝也是非常不错的。

常用的PQ和EP磁芯参数PQ型磁芯参数:特点：有10种形状构成系列供选用。

为高密度（定义）安装而设计的磁芯形状。

用途：开关电源用变压器，扼流圈等。

TYPE 类型Dimensions规模AP cm4AE mm2磁芯有效截面积AW mm2卷线截面积AL nH/N2 磁芯无气隙时的等效电感LE mm磁路长度VE mm2磁芯体积WT g磁芯重量PQ20/1620.5*8.1*140.291462.0047.003880.0037.402310.0013.00 PQ20/2020.5*10.1*140.408062.0065.803150.0045.702790.0015.00 PQ26/2026.5*10.0*190.7188117.0060.406170.0046.305490.0031.00 PQ26/2526.5*12.3*190.9971118.0084.505250.0055.506590.0036..00 PQ32/2 032*10.27*22 1.3736170.0080.807310.0055.509420.0042.00 PQ32/3 032*15.17*22 2.4086161.00149.605140.0074.6011970.0055.50PQ35/3535.1*17.37*264.3238196.00220.604860.0087.9019260.0073.00PQ40/4 040.5*19.87*286.5526201.00326.004300.00101.9020450.0095.00PQ50/5 050*24.97*3214.2024328.00433.006720.00113.0037238.00195.00 EP型磁芯参数:产品型号TYPE 类型Dimensions 规模AP cm4AE mm2 磁芯有 效截面 积AW mm2 卷线截面积AL nH/N2 磁芯无 气隙时 的等效 电感LE mm 磁路长 度VE mm2 磁芯体积WT g 磁芯重 量EP7 9.4*3.75*6.5 0.0102 10.70 9.50 1120.00 15.50 165.00 0.80 EP10 11.5*5.1*7.6 0.0255 11.30 22.57 1025.00 19.30 215.00 1.10 EP13 12,8*6.5*9.0 0.0456 19.50 23.40 1475.00 24.20 472.00 2.40 EP1718,0*8.4*11.0 0.1210 33.70 35.90 2230.00 29.50 999.00 5.00 EP2024*10.7*150.499778.7063.503950.0041.103230.0016.00AP 法选磁芯：令初次绕组的有效值电压为U 1，初次线圈的匝数为N °，所选磁芯的交流磁通密 度为％c ，磁通量为仍开关周期为T ，开关频率为f ，初次侧电流的波形系数是 勺，磁芯有效横截面积为4有关系式： U = N 皿=N "r/K/ x 10-41「dt 「 T=¥/x 10-4⑴考虑到勺=4k f 关系式之后 波形系数",：\= 4*k(2)k 工 krms 波形因数与：f U ave (3) U^s 采用有效值，采用整流平均值(均绝值)正弦波的有效值为峰值的近倍，整流平均值为峰值的2倍2 1可推导出：FBN s _ us-04(5)设绕组的电流密度为J (400A/cm 2),导线截面积为S=I/J ,高频变压器的窗口 利用系数为勺，初次绕组有效值电流分别为/1,12，绕组面积被完全利用时：(6)A _”x /1+^x /2W 5 J K w /将(4)(5)整理进(7)后得: A_一“1。

i 铁氧体材料特性及不同规格有效参数10.3.1 国产铁氧体材料特性铁氧体的电阻率大约在106～1012μΩ·cm ，适用于几千到几百兆Hz 的频率之间。

对铁氧体软磁材料的主要要求是：初始磁导率μ 高，比损耗（单位体积或重量）小,磁导率随温度的变化要小等。

锰锌和镍锌铁氧体是常用的材料。

可用来制作滤波电感，高频功率变压器，谐振电感等。

铁氧体材料最高工作频率主要受损耗限制。

在一定的允许损耗下，频率提高，工作磁通密度相应减少，与提高频率来减少磁芯体积相矛盾。

一般建议的磁通密度是在工作频率下权衡损耗、体积、结构和效率的结果，不是绝对的。

例如PHILIPS 建议变压器磁芯：<100kHz 可用3C81、3C90、3C91、3C94 和3C96 等；<400kHz 可用3C90、3C94 和3C96 等；200kHz ～1MHz 可用3F3、3F4 和3F35；1~3MHz 可用3F4 和4F1；>3MHz 可用4F1 等。

电感磁芯：<500kHz 可用2P…、3C30 和3C90;<1MHz 可用3C90、3F3 和3F35 等等。

国产常用的牌号及主要磁性能见表10-7所示。

10.3.2 铁氧体尺寸规格铁氧体磁芯在通讯和开关电源中应用十分广泛，磁芯外形结构多种多样。

开关电源中主要应用的有E 型，ETD 型，EC 型，RM 型，PQ 型，EFD 型，EI 型，EFD 型，环形，LP 型.在模块电源中，主要应用扁平磁芯和集成磁元件。

例如FERROXCUBE-PHILIPS 的平面E 型磁芯，适于表面贴装的EP 、EQ 和ER 磁芯，以及集成电感元件（IIC －Integrated inductance component ）等。

IIC 已将元件和磁芯合成一体，通过外部PCB 可自由组成电感和变压器。

各种磁芯结构往往是针对特定的应用设计的，有各自的优点和缺点，要根据应用场合，选择相应的磁芯结构。

材料特性:(锰锌铁氧体系列)锰锌铁氧体材料简介锰锌铁氧体是应用最广泛的软磁铁氧体材料,其中功率铁氧体具有高饱和磁通密度,具有良好的低损耗/频率关系和低损耗/温度关系,主要应用于开关电源变压器,功率扼流圈,功率因素校正电路;高导铁氧体具有窄而长的磁滞回线,起始磁导率高的,矫顽力小等特点,主要应用于通信变压器 (LAN,ADSL,ISDN),共模滤波器,饱和电感,信号及脉冲变压器。

锰锌高磁导率铁氧体材料特性Mn-Zn Power ferrite Materical Characteristics::::锰锌铁氧体系列 / 锰锌功率铁氧体材料特性::::材料特性:(锰锌铁氧体系列)锰锌功率铁氧体材料特性锰锌功率铁氧体材料特性Mn-Zn Power Ferrite Materical Characteristics华磁系列材料与国外厂商材料对照表Table for Materials between Huaci and other factories注：1、以上仅列出了我公司材料牌号与世界主流厂商材料对照数据，因国内外厂家众多不能一一列出，其它材料请与本书中的材料特性表对照。

2、以上名家所对应材料牌号，只能说明是相近材料并不能够等同。

具体使用中应以实特测试结果为准。

本表仅作为选材参考数据。

::::锰锌铁氧体系列 / HC30材料特性曲线::::材料特性:(锰锌铁氧体系列)HC30材料特性曲线直流磁场下的B-H曲线B-H Curves at DC Magnetic Field 初始磁导率的温度特性Initial Permeability vs.Temperature初始磁导率的频率特性 Initial Permeability vs. Frequency 功率损耗的温率特性 Power Loss vs. Temperature::::锰锌铁氧体系列 / HC70材料特性曲线::::材料特性:(锰锌铁氧体系列)HC70材料特性曲线 动态磁化曲线 Dynamic Magnetzation Curves 初始磁导率的温率 Initial Permeability vs.Temperature复数磁导率的频率特性Complex Permeability vs.Frequency比损耗系数的频率特性Relative Loss Factor vs.Frequency镍锌铁氧体的使用频率在1MHz，100MHz之间，其物理特性有高电阻率、高居里温度、性能特性有高BS、高磁导率Ui、低矫顽力Hc、低温度系数、低损耗、良好的高频特性等优点，使得其在高频抗电磁干扰方面得到了广泛::::镍锌铁氧体系列 / F3材料特性曲线:::: 材料特性:(镍锌铁氧体系列)F3材料特性曲线::::镍锌铁氧体系列 / F5B材料特性曲线:::: 材料特性:(镍锌铁氧体系列)F5B材料特性曲线。

锰锌和镍锌铁氧体磁环：
铁氧体锰锌磁环
1.在抑制高频干扰时，宜选用镍锌铁氧体；磁导率为1MHZ-300MHZ,镍锌铁氧体的阻值很大。

2.在抑制低频干扰时，宜选用锰锌铁氧体；磁导率在1KHZ-10MHZ，阻值在150kΩ以下。

3.己知的磁芯可以绕一些线后量电感量，从而判断导磁率，越大就越低频。

铁氧体的磁导率越高，其低频时的阻抗越大，高频时阻抗越小。

镍锌铁氧体NXO材料的初始导磁率μ比较低约10-2500，使用频率从五百千赫至几百兆赫。

具高
电阻率,高居里温度。

锰锌铁氧体MXO材料的初始导磁率μ约从400-10000，使用频率从几十赫至几百千赫。

用于上限频率f1低于500kHz-1MHz的情况下。

超过这个频率,必须使用NiZn（镍锌NXO）材料。

磁环体积决定了频率低端的最大承受功率;
线间介质决定了频率高端的最大承受功率;
绕线长度决定了最短工作波长;
线圈的电感量决定了最低工作波长;
磁环的失磁温度决定了功率耐受能力;
.。

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。

铁氧体材料的特性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系铁氧体起始磁导率μi=400-20000，饱和磁感应强度Bs=400-530mT。

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材料。

常用NiZn系材料的磁导率μi=5-1500，饱和磁感应强度Bs=250-400mT。

MgZn系铁氧体材料的电阻率较高，主要应用于制作显像管或显示管的偏转线圈磁芯。

5.1.1.2磁粉芯材料的特性磁粉芯是由颗粒直径很小(0.5~5mm)的铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的磁芯，一般为环形，也有压制成E形的。

磁粉芯的电磁特性取决于金属粉粒材料的导磁率、粉粒的大小与形状、填充系数、绝缘介质的含量、成型压力、热处理工艺等。

磁粉芯主要用于电感铁芯，由于金属软磁粉末被绝缘材料包围，形成分散气隙，大大降低了金属软磁材料的高频涡流损耗，使磁粉芯具有抗饱和特性与宽频响应特性，特别适用于制作谐振电感、功率因数校正电感、输出滤波电感、EMI滤波器电感等。

常用磁粉芯主要有铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量(HighFlux)粉芯、坡莫合金粉芯(MPP)。

铁粉芯由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成，由于价格低廉，铁粉芯至今仍然是用量最大的磁粉芯，磁导率为10~100。

铁硅铝粉芯的典型成分为:9%Al、55Si、85%Fe。

由于在纯铁中加入了硅和铝，使材料的磁滞伸缩系数接近零，降低了材料将电磁能转化为机械能的能力，同时也降低了材料的损耗，使铁硅铝粉芯的损耗比铁粉芯的损耗低。

铁硅铝粉芯的饱和磁感应强度在1.05T左右，磁导率有26、60、75、90、125等5种，比铁粉芯具有更强的抗直流偏磁能力。

磁环是一种具有铁磁性的金属氧化物，就电特性来说，铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能。

铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。

因而，铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。

一、铁氧体软磁材料这类材料在较弱的磁场下，易磁化也易退磁，如锌铬铁氧体和镍锌铁氧体等，软磁铁氧体是目前用途广，品种多，数量大，产值高的一种铁氧体材料。

它主要用作各种电感元件，如滤波器磁芯、变压器磁芯、无线电磁芯，以及磁带录音和录像磁头等，也是磁记录元件的关键材料。

二、铁氧体硬磁材料铁氧体硬磁材料磁化后不易退磁，因此，也称为永磁材料或恒磁材料，如钡铁氧体、钢铁氧体等，磁环主要用于电信器件中的录音器，拾音器、扬声器，各种仪表的磁芯等。

三、铁氧体旋磁材料磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的稳恒磁场和电磁波磁场的作用下，平面偏振的电磁波在材料内部虽然按一定的方向传播，但其偏振面会不断地绕传播方向旋转的现象，金属、合金材料虽然也具有一定的旋磁性，但由于电阻率低、涡流损耗太大，电磁波不能深入其内部，所以无法利用。

四、铁氧体矩磁材料这是指具有矩形磁滞回线的铁氧体材料，磁环的特点是，当有较小的外磁场作用时，就能使之磁化，并达到饱和，去掉外磁场后，磁性仍然保持与饱和时一样。

如镁锰铁氧体，锂锰铁氧体等就是这样。

这种铁氧体材料主要用于各种电子计算机的存储器磁芯等方面。

五、铁氧体压磁材料这类材料是指磁化时在磁场方向作机械伸长或缩短的铁氧体材料，如镍锌铁氧体，镍铜铁氧体和镍铬铁氧体等，压磁材料主要用作电磁能与机械能相互转化的换能器，作磁致伸缩元件用于超声。

目前我国产量最大的磁环线品种是：PVC 磁环线，绝缘层为PVC塑料，线芯材质为镀锡的铜线。

约占磁环线总产量的三分之二：广泛应用在各种电机，节能灯，电器，仪表，电讯器材，焊接设备及家电产品上，此类磁环线的主要特性有：机械性能优异，伸长率，柔软度好，在绕制磁环时这项性能是很重要的。