1 软磁材料和硬磁材料
软磁性材料
特点:导磁率高、剩磁弱。在较软的外磁场的作用下就能产生较强的磁感应强度,而且随着外磁场的增强,很快达到磁饱和状态。当外磁场除去后,它的磁性就基本消失。软磁性材料的磁性能物理及机械特性参考文献8。 常用的有:电工用纯铁和硅钢片
1、电工用纯铁:一般用于直流磁场,其中以电磁纯铁用的较为普遍。 2、硅钢片
按其制造工艺的不同分为:热轧和冷轧 冷轧硅钢片分为:单取向和无取向
单取向冷轧硅钢片在沿扎方向磁化时,比沿其他方向磁化具有较高的导磁率和较低的铁耗
无取向冷轧则没有方向性 硬磁性材料
在外磁场的作用下达到磁饱和状态后,即便去掉外磁场,它还能长时间的保持着强而稳定的磁性。 特点:剩磁强、磁性稳定。
用途:制造永磁电机的磁极铁芯和磁电系仪表的磁钢
2 软(导)磁材料的种类及其特点,包括硅钢片、冷扎低碳钢板、电工纯铁、软磁铁氧体 硅钢片/冷扎低碳钢板
含硅量影响硅钢片的性能。一般含杂质的铁加入硅可使电阻率、磁导率增加 ,矫顽力、铁损与导电性降低,可减少涡流损耗及磁时效,还能减小磁滞损耗等。但含硅量增加又会使材料变硬变脆,导热性与韧性下降,对散热和机械加工不利,所以一般硅钢片的含硅量不超过4.5%(也有超过此比例的硅钢)。硅钢片碳的含量在0.06%以内;含硅3.5%和4%的硅钢片,其电阻率分别是纯铁f含炭量小于0.04—0.025%)电阻率的5倍和6倍;当传导电流相同时(磁场强度H相同),其最大磁导率也比铸铁(即生铁,含碳2%以上的碳铁合金)高。为减小涡流损耗,
这种材料常热扎成0.35mm或0.5mm等厚度的片材,冲成一定形状后叠片使用。因在电力工业中用量大。所以它又叫电工钢。硅钢片的特点有:矫顽力小、磁导率高、剩余磁感应强度小;易磁化、易去磁;它的磁滞回线狭长,磁滞回线所围面积小。磁滞性弱,磁滞损失(铁损的一部分)小;含硅量越高越脆,磁滞损失越小。所以,使用它可以减少涡电流,降低能耗。电机、变压器的铁心常用硅钢片而不用铁片、钢片等。为有效减少铁心的磁滞和涡流损耗,铁心都是用涂上了绝缘漆的硅钢片一层层叠压而成的。
硅钢片适宜在高温、低频、大功率条件下工作,所以变压器、电动机、发电机等中的铁芯常用到它(用具有绝缘层的硅钢片叠压成铁心,可使铁心中回路电阻增大,从而减少涡电流)。硅钢片的工作条件在20kHz以内;高频交变磁场中,硅钢片的涡流损失(铁损的另一部分)会明显增大。硅钢片主要性能指标有:铁损、磁感应强度、叠装系数和冲片性等;其铁损越小越好,磁感应强度和叠装系数越大越好。磁感应强度值大,即在相同外磁场下能获得较高的磁感应强度。硅钢片的品质常用其磁感应强度数值来表征。硅钢片的技术参数与要求包括铁损(主要是磁滞损耗与涡流损耗)低、磁感应强度大、加工性能好和表面光洁度高等。
热轧硅钢有两类,即含硅量≤2.8%的热轧低硅钢和含硅量≤4.8%的热轧高硅钢。采用不同的冷轧和退火工艺,冷轧硅钢又分两类,即晶粒无取向硅钢和晶粒取向硅钢,后者又分为晶粒单取向和晶粒双取向两种;取向硅钢则能让电能转化时损耗达到最小。细分的话,还有冷轧高磁感应取向硅钢片和电讯用冷轧硅钢带等。硅钢片的技术参数与要求包括铁损(主要是磁滞损耗与涡流损耗)低、磁感应强度大、加工性能好和表面光洁度高等。
冷轧硅钢片在强磁场里具有高的饱和磁通密度与低的铁损,而且在弱磁场中初始磁导率大:冷轧硅钢片的磁性、表面质量、尺寸精度和强度等都比热轧硅钢片好些,低损耗、高磁导率的冷轧硅钢片可使铁损(单位重量磁性材料在交变磁场里磁化,从变化磁场中吸收并以热的形式耗散的功率)降低到0.4W/KgD2下。
表 1 硅钢片细分
表 2 硅钢片特点
表3 硅钢片电磁性能
以上内容主要来源于文献1,相关资料包括文献2、
电工纯铁
一种理想的软磁材料。电铸电工纯铁杂质含量低,铁的纯度高,软磁性能优异,已远远超过太钢工业纯铁的标准,因而很受用户欢迎。电工纯铁主要用于制造电磁铁的饮芯和磁极,继电器的磁路和各种零件,感应式和电磁式测量仪表的各种事件,制造扬声器的各种磁路,电话中的振动膜、磁屏蔽,电机中用以导引直流磁通的磁极,冶金原料等。(摘自《磁性基础与磁性材料》)
软磁铁氧体
软磁铁氧体在高频下具有高磁导率、高电阻率、低损耗等特点,并且具有批量生产容易、性能稳定、机械加工性能高,可利用模具制成各种形状的磁心,特别是成本低等特点,而迅速推广应用于通信、传感、音像设备、开关电源和磁头工业等方面。
从应用的角度上来说,软磁铁氧体大致可分为以下几类:
1、磁导率材料,用于宽频带变压器、低频变压器、小型环形脉冲变压器和微型电感器答。
2、低损耗、成稳定性材料,用于中频载波机,高频调谐电路,控频电路与集成电路组装的通信用滤波器。
3、高频、大磁场用的材料。主要用于质子向步加速器及高频加速器中的调谐磁芯、小型电感器,作为发射机终端的极间锅合变压器,用作跟踪接收机的高功率变压器。
4、高饱和磁感应强度低功耗材料(父称功率铁氧体)。用于开关电源、电视机偏转磁;酥及u型磁芯。
5、县高频六角铁氧体。使用频率高,频带宽,磁导率随磁场变化大。
磁芯、电视判描接收机的扫描磁芯。
⑧其他—些铁氧体材料,如温感、湿感、电波吸收、电极等材料。 由于软磁铁氧体多用于高频的设备这里不做详细介绍,详细信息及其应用参考文献4、5。
1 软磁材料和硬磁材料
软磁性材料
特点:导磁率高、剩磁弱。在较软的外磁场的作用下就能产生较强的磁感应强度,而且随着外磁场的增强,很快达到磁饱和状态。当外磁场除去后,它的磁性就基本消失。软磁性材料的磁性能物理及机械特性参考文献8。 常用的有:电工用纯铁和硅钢片
1、电工用纯铁:一般用于直流磁场,其中以电磁纯铁用的较为普遍。 2、硅钢片
按其制造工艺的不同分为:热轧和冷轧 冷轧硅钢片分为:单取向和无取向
单取向冷轧硅钢片在沿扎方向磁化时,比沿其他方向磁化具有较高的导磁率和较低的铁耗
无取向冷轧则没有方向性 硬磁性材料
在外磁场的作用下达到磁饱和状态后,即便去掉外磁场,它还能长时间的保持着强而稳定的磁性。 特点:剩磁强、磁性稳定。
用途:制造永磁电机的磁极铁芯和磁电系仪表的磁钢
2 软(导)磁材料的种类及其特点,包括硅钢片、冷扎低碳钢板、电工纯铁、软磁铁氧体 硅钢片/冷扎低碳钢板
含硅量影响硅钢片的性能。一般含杂质的铁加入硅可使电阻率、磁导率增加 ,矫顽力、铁损与导电性降低,可减少涡流损耗及磁时效,还能减小磁滞损耗等。但含硅量增加又会使材料变硬变脆,导热性与韧性下降,对散热和机械加工不利,所以一般硅钢片的含硅量不超过4.5%(也有超过此比例的硅钢)。硅钢片碳的含量在0.06%以内;含硅3.5%和4%的硅钢片,其电阻率分别是纯铁f含炭量小于0.04—0.025%)电阻率的5倍和6倍;当传导电流相同时(磁场强度H相同),其最大磁导率也比铸铁(即生铁,含碳2%以上的碳铁合金)高。为减小涡流损耗,
这种材料常热扎成0.35mm或0.5mm等厚度的片材,冲成一定形状后叠片使用。因在电力工业中用量大。所以它又叫电工钢。硅钢片的特点有:矫顽力小、磁导率高、剩余磁感应强度小;易磁化、易去磁;它的磁滞回线狭长,磁滞回线所围面积小。磁滞性弱,磁滞损失(铁损的一部分)小;含硅量越高越脆,磁滞损失越小。所以,使用它可以减少涡电流,降低能耗。电机、变压器的铁心常用硅钢片而不用铁片、钢片等。为有效减少铁心的磁滞和涡流损耗,铁心都是用涂上了绝缘漆的硅钢片一层层叠压而成的。
硅钢片适宜在高温、低频、大功率条件下工作,所以变压器、电动机、发电机等中的铁芯常用到它(用具有绝缘层的硅钢片叠压成铁心,可使铁心中回路电阻增大,从而减少涡电流)。硅钢片的工作条件在20kHz以内;高频交变磁场中,硅钢片的涡流损失(铁损的另一部分)会明显增大。硅钢片主要性能指标有:铁损、磁感应强度、叠装系数和冲片性等;其铁损越小越好,磁感应强度和叠装系数越大越好。磁感应强度值大,即在相同外磁场下能获得较高的磁感应强度。硅钢片的品质常用其磁感应强度数值来表征。硅钢片的技术参数与要求包括铁损(主要是磁滞损耗与涡流损耗)低、磁感应强度大、加工性能好和表面光洁度高等。
热轧硅钢有两类,即含硅量≤2.8%的热轧低硅钢和含硅量≤4.8%的热轧高硅钢。采用不同的冷轧和退火工艺,冷轧硅钢又分两类,即晶粒无取向硅钢和晶粒取向硅钢,后者又分为晶粒单取向和晶粒双取向两种;取向硅钢则能让电能转化时损耗达到最小。细分的话,还有冷轧高磁感应取向硅钢片和电讯用冷轧硅钢带等。硅钢片的技术参数与要求包括铁损(主要是磁滞损耗与涡流损耗)低、磁感应强度大、加工性能好和表面光洁度高等。
冷轧硅钢片在强磁场里具有高的饱和磁通密度与低的铁损,而且在弱磁场中初始磁导率大:冷轧硅钢片的磁性、表面质量、尺寸精度和强度等都比热轧硅钢片好些,低损耗、高磁导率的冷轧硅钢片可使铁损(单位重量磁性材料在交变磁场里磁化,从变化磁场中吸收并以热的形式耗散的功率)降低到0.4W/KgD2下。
表 1 硅钢片细分
表 2 硅钢片特点
表3 硅钢片电磁性能
以上内容主要来源于文献1,相关资料包括文献2、
电工纯铁
一种理想的软磁材料。电铸电工纯铁杂质含量低,铁的纯度高,软磁性能优异,已远远超过太钢工业纯铁的标准,因而很受用户欢迎。电工纯铁主要用于制造电磁铁的饮芯和磁极,继电器的磁路和各种零件,感应式和电磁式测量仪表的各种事件,制造扬声器的各种磁路,电话中的振动膜、磁屏蔽,电机中用以导引直流磁通的磁极,冶金原料等。(摘自《磁性基础与磁性材料》)
软磁铁氧体
软磁铁氧体在高频下具有高磁导率、高电阻率、低损耗等特点,并且具有批量生产容易、性能稳定、机械加工性能高,可利用模具制成各种形状的磁心,特别是成本低等特点,而迅速推广应用于通信、传感、音像设备、开关电源和磁头工业等方面。
从应用的角度上来说,软磁铁氧体大致可分为以下几类:
1、磁导率材料,用于宽频带变压器、低频变压器、小型环形脉冲变压器和微型电感器答。
2、低损耗、成稳定性材料,用于中频载波机,高频调谐电路,控频电路与集成电路组装的通信用滤波器。
3、高频、大磁场用的材料。主要用于质子向步加速器及高频加速器中的调谐磁芯、小型电感器,作为发射机终端的极间锅合变压器,用作跟踪接收机的高功率变压器。
4、高饱和磁感应强度低功耗材料(父称功率铁氧体)。用于开关电源、电视机偏转磁;酥及u型磁芯。
5、县高频六角铁氧体。使用频率高,频带宽,磁导率随磁场变化大。
磁芯、电视判描接收机的扫描磁芯。
⑧其他—些铁氧体材料,如温感、湿感、电波吸收、电极等材料。 由于软磁铁氧体多用于高频的设备这里不做详细介绍,详细信息及其应用参考文献4、5。