金属磁粉芯简介
PREPARED BY 林平长REPORT DATE: 2008-01-25
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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)
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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。强大的磁场是此应用场合的关键，因此， MRI 系统通常需要用到数以吨计的钕铁硼磁材。
通常，可以按图2、图3对磁性材料、软磁材料进行划分(图4)。传统上，认为矫顽力小于1000A/m的材料的磁性是软的，矫顽力大于1000A/m的材料是硬的。在镍合金比如坡莫合金中得到的矫顽力可以小到
0.4A/m，在某些新近发现的永磁材料中所观察到的内禀矫顽力通常在1.2×10 6A/m在右。
本文仅对金属软磁材料中的金属磁粉芯做介绍。
图1 磁性材料的B-H曲线
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图2 磁性材料家族
图3 软磁材料分类
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（a）
（b）
图4 材质及规格各异的软磁材料
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第2章金属磁粉芯的历史
在铁氧体磁材出现以前，软磁均是金属及其合金，如工业纯铁、坡莫合金、铁硅合金、铁铝合金、铁硅铝合金等金属软磁材料，它们具有高μ、高Bs的特点，但电阻率低（约为10-6～10-9Ω·cm）。在高频下，因涡流损耗随频率升高而剧增，无法使用。
如果将磁性粉末与绝缘介质均匀混合，压制成磁芯，由于粉粒很小(直径0.5~5μm)，被非磁性绝缘介质隔开，其电阻率比金属及其合金要大得多，因而涡流损耗小。同时，磁粉芯内部形成分布气隙，在磁化时，这些分布气隙能够存储相当大的能量。磁芯粉磁导率较小但线性度、饱和磁密较高，工作频率范围较宽，具体性能取决于粉粒材料的磁导率、粉粒的大小和形状、粉粒的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力和热处理工艺等。
1921年，美国西方电气公司C.W.Elmen等首先成功地用电解铁粉压制成用作电话线路中加感线圈的粉芯，但这种粉芯损耗大，Q值小。1923年，他们又发明了高μ坡莫合金（也叫镍铁合金，nickle-iron alloy，是镍含量为30％～90％的铁镍系列合金），1927年首次制成了坡莫合金磁粉芯。
1925年左右，德国巴斯夫(BASF)公司发明了羰基铁粉（Carbonyl Iron Powder，简称CIP），CAS编码：7439-89-6 ，UN 3089 ，分子式：Fe ，分子量：55.845 。目前，该公司拥有全球最大、最先进的羰基铁粉生产线。羰基铁粉广泛用于高品质铁粉芯的制造之中，美国Micrometals公司很多产品都是基于BASF公司提供的羰基铁粉制造的。
1935年，日本东北大学金属材料研究所的山本等人开发出了铁硅铝合金，当时称为dust。由于发明地是在Sendai（仙台），因此，铁硅铝合金也被称为Sendust。到了80年代初期，Sendust磁粉芯被开发出来并实现了商品化。
1940年，美国贝尔实验室的F.J.Given等开发了含钼坡莫合金(MPP，也称铁镍钼合金、超坡莫合金，含81％镍和17％铁2％钼)磁粉芯，由于加了2％左右的钼，该磁芯具有高磁导率和电阻率、时间稳定性好、温度系数小、损耗低等特点，因而受到重视。60年代初，美国的MK-46II鱼雷的制导和控制部分，就大量使用该磁芯。
近二十多年以来，各国科技人员在非晶、超微晶、纳米晶、复合磁粉芯等方面都作了大量研发工作，取得了不少进展。1984年，美国Metglas公司的D.Raybould等人用Fe79B16Si5（Metglas公司牌号，Metglas 2605-S3，现已被日立金属所合并）非晶态粉末，以简单的压制方法制成非晶磁粉芯，在频率
10KHz、Bm=0.1T时，μ=30。上世纪80年代末，上海钢研所首先Fe47Ni29V2Si8B14粉末机械压制成非晶磁粉芯，在100KHz时的Q值为80NiFeMo的8倍。由于材料研发的进展，超微晶磁粉芯被开发出来。同时，非晶和超微晶粉末的制取与粉碎、粉末包覆与压制、超微晶磁粉的晶粒尺寸和晶化率的控制等工艺上都获得了进展。美国罗宝爱兰超微粉公司研制了尺寸小于1μm的50NiFe、50CoFe、FeSiAl和FeSi 微粉；日本Sugayg等利用氧化膜作绝缘膜，在纯铁中添加少量的Si和Al制成10～20μm的微粉，为超微粉磁粉芯的开发提供了先决条件。这些研究为磁粉芯的再开发与应用注入了新的活力。
非晶和超微晶磁粉芯虽有优良的磁性能，但温度稳定性没有金属磁粉芯好，制作工艺还比较复杂，目前难以规模化生产，尚处于发展初期，还有诸多问题需要解决，但前景是看好的。
需要注意的是，日本磁学界普遍将磁粉芯称为压粉磁芯。
金属磁粉芯真正形成产业化，是从20世纪80年代开始。目前，磁粉芯被广泛用于开关电源和UPS等现代电力电子装置中，作为功率因数较正电感、输出滤波电感、谐振电感、EMI电感和反激变换器主变压器铁芯。
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流滤波扼流圈不易产生饱和，具有良好的恒磁导特性即DC磁场对μ影响小；制造工艺简便，无需高温烧结，尺寸精确，节能省工。
以下是金属磁粉芯的典型应用场合。
A. 在开关电源中的应用
开关电源在现代电子信息技术及其设备诸如电脑、电子仪器和通信系统中获得了广泛应用，是其中的关键部件。因为它具有轻、薄、小、高效等特点，逐渐取代了传统的连续（模拟）电源。在它的发展过程中，既开发了相关电子技术，又开发了新型功率材料和元器件，从而推动开关电源技术向高频、低损耗、高可靠、大电流、高功率、抗干扰等方向发展。在开关电源中使用的变压器、扼流圈等已达六处之多，如电源输入端差模滤波电感、功率因数调整电感（＞500W）、直流输出端整流滤波扼流圈等。
磁粉芯是高频、大电流、大功率电感器件的关键部件，大量用于开关电源中的直流输出端整流滤波扼流圈。典型的，TDK公司的SF线圈，它用于调光器、家用电器、办公设备，消除电源转换输入输出装置中的噪声，有较好的性能价格比。国内在设计和制作各类开关电源中所用的变压器、扼流圈和电感，基本上都选用Fe-Ni和Fe-Ni-Mo类磁粉芯。由于其含Ni量高达50%-80%，Mo亦属稀有金属，因而成本高，价格贵，应用受限，满足不了迅速发展的电子信息技术发展的需要。
B. 羰基铁磁粉芯在大功率下的应用
①作滤波器某电台用了一台п形滤波器，以μi=10、φ7.8×3.98×3.2（mm）的羰基铁粉芯作线圈芯子，电感量为2.46μH，在3MH下通以1.4A电流，磁芯温度达到100℃仍能正常工作。磁芯承受功率90.46W，单位体积承受功率900W/cm3，所加磁场强度22.8Oe。
②天线调谐回路采用μi=8，电感量L=98μH，φ33×φ20×11（mm）环形磁芯作短波天线调谐回路，当工作频率f=2MHz、通电流I=0.4～0.7A时能正常工作，在0.7A时磁芯温度达88℃，单位体积承受功率为104.36W/c m3，磁场为13.48Oe；当工作频率f=30MHz时，采用美国MicroMetall公司生产的μi=6的SF羰基铁作成的T-37-6、φ9.5×φ5.2×3.2（mm）环形磁芯，通电流I=04～06A时能正常工作；当I=1A 时，磁芯温度达到56℃，温升31℃，单位体积承受功率429W/cm3。
C. 磁粉芯在高性能EMI 滤波器中的应用
铁镍钼合金、高磁通合金和铁硅铝合金三种不同材料的磁粉芯已被广泛地应用在电源滤波电感之中。特别是在抑制和过滤差模传导EMI的线路滤波（Power Line Filtering）电路中，上述三种磁粉芯都有独具特色的应用。
三种磁粉芯材料都非常适合用于电源滤波。高磁通磁粉芯的性能最好，因为它在高饱和磁通密度下具有保持电感量的能力，同时它还提供在高频下所需要的阻尼衰减功能。另外一个需要重点考虑的因素是，由于磁致伸缩效应，高磁通磁粉芯在50Hz或60Hz下，会产生音频噪声（嗡嗡声）。当然，直流磁化电流不会产生音频噪声，所以它最适合用作为电池供电的电源系统中输入滤波电感。
铁镍钼磁粉芯和铁硅铝磁粉芯都具有特别低的磁致伸缩系数，因此不会产生音频噪声。铁镍钼磁粉芯在直流偏磁场下的磁导率变化量最小，这是它的一个优点。由于50Hz或60Hz交流电与音频频率相比几乎可以认为是近似直流，所以可以用在直流偏磁下三种磁粉芯磁导率变化曲线，来推测50Hz或60Hz电流偏磁场下的磁导率变化趋势。铁硅铝磁粉芯的单位体积制造成本（价格）最低，最适合用于一般电源系统的滤波电感，具有很高的性价比。
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第4章金属磁粉芯与铁氧体的比较
铁氧体软磁最大优点是在高频下具有较高的磁导率和电阻率（102～106?·cm），因此曾一度取代了铁粉芯。但是，它的Bs比金属材料低得多，因而只能在低功率下使用。磁粉芯恰好填补了金属软磁材料与铁氧体之间的空隙。通常，使用频率由低到高是金属—→磁粉芯—→铁氧体，承受功率由低到高则是铁氧体—→磁粉芯—→金属。
铁氧体作为一种多功能磁性材料，几乎可以制作任何感性器件，目前国内多数专业电源设计人员对于铁氧体比较熟悉，但对于金属磁粉芯则较为陌生。
严格意义上说，金属磁粉芯只能制作电感类器件，下面列出了金属磁粉芯和铁氧体制作的电感的区别：1）金属磁粉芯Bs 较高，磁导率低，同时偏磁曲线具有准线性的特征，可以承受更大的直流偏量，因磁芯不容易饱和(图5)。
2）金属磁粉芯的均匀分布气隙的特点，可以避免由于开气隙造成的局域损耗。
3）金属磁粉芯比铁氧体对于环境变化（指温度变化和机械冲击）反应迟钝，这是由于金属材料和陶瓷材料本身的特性决定。前者居里温度高，在工作范围内，磁导率变化极小，因此可靠性要优于后者，这也是军工领域普遍采用金属磁粉芯的缘由。金属磁粉芯的工作温度范围比铁氧体宽，有些材料甚至可以在300℃工作。
4）金属磁粉芯设计方法相对简单，特别是在设计功率扼流圈时，几乎不必测试动态指标以验证设计。铁氧体由于材料稳定性差，需要针对不同情况进行区别设计，而且需要做动态测试。
图5 铁氧体与磁粉芯直流偏置特性比较
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2008-01-25 SUBJECT 主题 金属磁粉芯简介 第5章 金属磁粉芯的损耗模型
磁性材料制造商们在描述他们的产品的损耗时，使用的典型公式是Steinmetz 关系式。这个关系式如下所示。
y x core B kf P Δ=
在这个公式里，core P 是每单位体积的铁损（mW/cm 3），亦称为功率损耗密度，f 是工作频率（kHz ），△B 是工作磁通密度变化量（T）。Steinmetz 系数k 、x 和y 由标准损耗数据决定。这个公式的主要缺点表现在其准确性受频率及磁通密度范围的限制。制造商们经常采用多套Steinmetz 系数来描述他们产品的铁损，每套系数可以更为精确的反映铁损的详细信息。但是，正如本刊先前所论述过的[1]，多套系数的使用可能会导致分界线处铁损的计算值不同。
新模型的发展
磁性材料的总铁损可以用磁滞损耗和涡流损耗之和来表示。并且，涡流损耗是磁通密度的平方和工作频率的平方两者的函数，磁滞损耗是励磁电流频率的函数。但磁滞损耗和磁通密度两者的变化依赖于磁通密度和材料本身特性。
Bozorth [2]在先前发表的论文中指出，铁芯磁滞损耗的变化可以这样表示：很低磁通密度时，它是B 3的函数；很高磁通密度时，它是B 1.6的函数。在中等磁通密度时，是指数值B 3到B 1.6间的函数。B 指数值的变化与一个物理现象密切相关——磁畴在外磁场作用下的移动。当外磁场较弱时，磁畴发生细微的移动，但在其内部，磁矩的方向没有改变。当外磁场加强时，磁体中的缺陷逐渐被磁畴合并，磁畴穿过缺陷继续前进，直到整块磁铁成为一个单一的磁畴为止。最后，在非常高的外磁场作用下，磁体接近磁饱和，此时，原子磁矩的方向被迫与外磁场的方向保持一致。
如果将Bozorth 所提出的磁滞损耗关系式看成是受三条直线约束，如图6所示，那么，磁滞损耗（Ph ）曲线可以由这些直线的倒数和的倒数来决定。这三条直线联合给出了下面这个与磁通密度和频率相关的磁滞损耗公式：
65.13.23B
c B b B a f P h ++= 涡流损耗可以被表示为22B df P e =
上述两个方程式中，h P 是每单位体积的磁滞损耗，e P 是每单位体积的涡流损耗，f 是工作频率，B 是交变工作磁通密度峰值。系数a ，b ，c ，d 由标准测量数据所决定。总的铁损可表示为
core P 65
.13.23B c B b B a f ++=+22B df
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2008-01-25 SUBJECT 主题 金属磁粉芯简介 在开始使用Oliver 模型的1998年之前，微金属公司采用两条Steinmetz 公式来描述-52铁芯的铁损，如下所示：
11.226.131051.1B f P core ×= For f≤10kHz
11.2971.031031.3B f P core ×= For f>10kHz
（铁损的单位是mW/cm 3，f 的单位是KHz ，磁通密度的单位是T ）
图8比较了标准数据与Steinmetz 公式预测值。图8、图9中，平均误差范围包括背离模型数据计算的平均百分比。从图9可以看出，Steinmetz 公式的大部分误差出现在低磁通密度和低铁损时，这主要是因为Steinmetz 公式的系数经过优化过的，以便能适用于铁损大于10mW/cm 3的情况，
观察
认真分析H/EI 模型，可以发现许多有价值的信息。首先，在任何工作频率和磁通密度下，这个模型能显示出在总的铁损中，磁滞损耗和涡流损耗各占的百分比例，这对于筛选出影响总铁损的不同变量是非常重要的。
第二，H/EL 模型能够将制造商给出的典型铁损曲线准确的往坐标轴的两边外推。这对模型应用于自然界的极端情况是十分有价值的。
第三，从图7可以看出，在给定的频率下，磁滞损耗与涡流损耗之比随磁通密度的改变而改变。更为特别的，既然在非常低的磁通密度下，磁滞损耗是一个随B 值增大而衰减的B 3的函数，而涡流损耗是B 2的函数。那么，此时涡流损耗将在总铁损中占据绝对性支配的地位。事实上，沿着铁损曲线往非常低的磁通密度外推，能够得到决定H/EL 模型的系数。如果Q 值能被LCR 网络分析仪精确测得，那么铁芯的损耗可以通过下面的方程算出。
)()(CoreLoss CopperLoss I V Q input
input +=
如果Q 是在涡流损耗占主导地位的低磁通密度和高频率下测得，那么，Oliver 模型中的参数“d ”将能被求得。
举个例子，一个匝数为100的T106-52磁芯线圈，通上100KHz 的交流电，线圈电阻0.74Ohms ，磁通密度0.01mT 。测得输出入电压Vinput=29mV ，输入电流Iinput=0.049mA ，Q=45.5，则铁损是2.99×10-8W ，转换成mW/cm3,最后得到d=6.9。值得注意的是，在这样的驱动模式和频率下，涡流损耗占了-52铁芯总损耗的９９％。
这个数值可以作为低频下的标准数据使用。
Oliver 模型的另外一个好处是它不同于Steinmetz 公式，它在任何磁通密度和频率下只有一套系数，消除了两套Steinmetz 系数之间的分界线的差异。
精确的测量铁损是关键，图10给出了铁损测试仪器的示意图。电源放大器之后的导线必须尽可能的短以减少非线性效应。此外或许还需要一个风扇来冷却测试用的样品。
为了确保操作行为对测试结果的影响尽量小，示波器的探棒被用来探测样品周围的场漂移。这个方法让我们不需要再连接另外一个测试设备而就可以直接测样品。
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2008-01-25 SUBJECT 主题 金属磁粉芯简介 在交变频率和驱动模式下，连续测量电流、电压和功率损耗。几个匝数不同的线圈或许是需要的，以便在仪器Clarke-Hess Model 258电流和电压的测试范围内得到想要的驱动模式。交流电阻用于计算线圈的铜损，这样从总的损耗中减去线圈的铜耗就是铁芯的损耗。
磁通密度的计算是依据著名的正弦波公式：
图10 铁损测试设备
pk B f
N Area V rms ××××=44.4101
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2008-01-25 SUBJECT 主题 金属磁粉芯简介 在这个方程里，pk B 是交变工作磁通密度峰值，单位是特斯拉。rms V 是有效电压，单位是伏特。Area 是铁芯横截面的面积（cm 2），N 是线圈匝数，f 是工作频率（KHz ）。
虽然Oliver 模型是针对铁粉芯材料发展起来的，但相同的原理仍可应用于其它类别的磁性材料，包括铁硅铝粉芯、钼坡莫合金粉芯和铁氧体。当然，对于每一类别的材料，或许还需要一个更为精确的模型去更加接近的模拟每种材料的细节变化。
注：
本文译自《A New Core Loss Model For Iron Powder Material 》Christopher Oliver, Micrometals, Inc.
《Switching Power Magazine 》 Spring 2002
参考文献：
[1] Ridley, R and Art Nace. "Modeling Ferrite Core Losses."Switching Power Magazine. Winter 2002: 8-9.
[2] Bozorth, Richard M., Ferromagnetism. Princeton: D. Van Nostrand Company, Inc. 1951.
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图11 全球重要磁粉芯制造商商标
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第7章铁粉芯的老化
铁粉芯一般适用于-65℃~+125℃的温度范围。当磁芯的温度较高时，会使电感的品质因数(Q)永久性的降低。这是由于其在制造过程中使用了有机粘结剂，如环氧树脂等，当使用温度超过125℃时，其材料内部的树脂会恶化，增大磁芯的损耗，进一步提高磁芯温度。最糟糕的精况是，磁芯温度超过漆包线绝缘层的耐温极限，绝缘受损，引起短路(图12)。
铁粉芯的老化速率，取决于时间、温度、磁芯大小、频率和磁通密度等(图13)。
因此，应用时，一般要求的core的温度不能超过125℃。
(a) (b)
图12 铁粉芯老化的极端后果
图13 Micrometals公司展示的部分老化曲线
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图16 CURIE展示其TAF材质耐温特性
图17 CSC Mega Flux
与其它材质的比较 图18 CSC Mega Flux的特性
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图 19 Micometals铁粉芯的涂层颜色
图20 Micrometals产品外观图
21 Magnetics Kool Mu
图22 Arnold Powder Cores 图23 CSC Powder Cores
铁磁材料在现代科学中的应用
铁磁材料在现代科学中的应用 【关键词】铁磁材料,磁导率,磁滞,软磁材料 铁磁材料在现代科学技术中得到广泛的应用,随着材料科学的发展,它已成为一种重要的智能材料。本文主要介绍铁磁材料的原理，分类，及其应用；并对三类主要铁磁材料详细介绍，包括软磁材料，硬磁材料，矩磁材料。 随着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。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。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。 铁磁材料是受到外磁场作用时显示很强磁性的材料。例如铁，钴，镍和它们的一些合金，稀土族金属以及一些氧化物都属于铁磁材料，具有明显而特殊的磁性。首先，它们都有很大的磁导率μ；其次，它们都有明显的磁滞效应。 磁导率（magnetic permeability）：表征磁介质磁性的量。常用符号μ表示，μ为介质的磁导率，或称绝对磁导率。磁滞----铁磁体在反复磁化的过程中，它的磁感应强度的变化总是滞后于它的磁场强度，这种现象叫磁滞。高磁导率是铁磁材料应用特别广泛的主要原因。磁滞特性使永磁体的制造成为可能，但在许多其他应用中却带来不利影响。当铁磁材料处于交变磁场中时将沿磁滞回线反复被磁化。在反复磁化的过程中要消耗额外的能量，以热的形式从铁磁材料中释放，这种能量损耗称为磁滞损耗，磁滞损耗不仅造成能量的浪费，而且使铁芯的温度
正在迅速崛起的铁硅铝(FeSiAl)磁粉芯
铁硅铝磁粉芯正在迅速崛起，全球正以40%以上的速度在发展。2006年在1. 12亿美元。我国2010年计在5亿美元左右。我国2006年大约在500万元人民币。促进这一新型节能化材料的发展，晋升磁性强国！我们已开发成功国际上公认的磁导率：ui=26,60,75,90,125,并已产业化，最高频率达到20MHz。 正在迅速崛起的铁硅铝（FeSiAl）磁粉芯 海宁市伊尔曼格电子有限公司 祁峰祁关泉 铁硅铝磁粉芯是新型复合电子材料，国外称为Sendust或KoolMu磁粉芯。国内常称铁硅铝（FeSiAl）磁粉芯。我国正在发展之中，全球正在以40%以上的速度在发展，下面介绍铁硅铝磁粉芯的发展情况。 一、正在迅速崛起的铁硅铝磁粉芯 进入二十一世纪以来，逆变电路高频化，高功率密度小，小型化及抗电磁干扰的更高要求，加上人们对金属磁粉芯认识的提高，全球铁硅铝磁粉芯以40%以上的速度在发展，超过了任何其他软磁材料[1]。铁硅铝磁粉芯在静悄悄地迅速崛起！ 据不完全统计，2005年产值0.8亿美元，2006年产值应在1.12亿美元，据此，到2010年将近有5亿美元的产值。 现在，发展铁硅铝磁粉芯的主要国家是美国、韩国、日本、俄罗斯、英国、印度、中国等。现在，我们国家2006年，大约不到500万元人民币！ 我国的市场主要由美国、韩国占领，江苏省进口大约5000万元人民币。 现在，我们国家，具有国家独立技术的公司主要有我们海宁伊尔曼格电子有限公司、上海钢铁研究所附属工厂、武汉钢铁所的浩源。还有进口粉料的北京七星飞行、湖州柯达、杭州波峰、及美国独资企业建立的厦门工厂。这大体是国内的情况。 二、铁硅铝磁粉芯在磁性材料中的位置 随着电子技术的高节能化，新型的电子节能材料——铁硅铝磁粉芯，越来越显得重要。我们可以从下列磁性材料中可看到铁硅铝磁粉芯的位置。具体是如下：
金属软磁粉芯项目经营分析报告(项目总结分析)
金属软磁粉芯项目经营分析报告 规划设计 / 投资分析
第一章项目总体情况说明 一、经营环境分析 1、近年来，我市工业经济在加速发展过程中，主要存在传统产业比重 偏高、产业结构不合理、科技含量不高、企业创新能力不足、产业链条短、市场竞争力弱等方面的问题。针对这些工业经济发展中存在的问题及现状，该县进一步优化工业产业结构，推进工业产业转型升级，促进工业经济高 质量发展。 2、我市工业在“十二五”期间实现了高速增长，但是，发展不足、发 展水平不高仍然是最大的问题，稳定增长与转型升级仍然是本市工业面临 的现实压力。产业结构层次偏低，传统产业增长动力逐渐减弱，新兴产业 尚未形成支撑，产业发展面临“青黄不接”；自主创新能力不强，主要以 引进、消化、吸收、改造为主，缺乏具有自主知识产权的核心关键技术和 产品,整体竞争力不强；大的工业项目缺乏，新的增长动力尚未形成；新一 代信息技术在制造业的应用处于初期，以智能制造为核心的两化深度融合 才刚起步；三次产业发展相对滞后，生产性服务业发展不足，制造业服务 化水平与本市工业化发展程度极不相称；资源和生态环境约束加大等仍然 是本市工业发展需要面临的严峻挑战和亟待解决的一系列问题。“十三五”时期是我市深入贯彻落实制造强国战略，抢抓新一轮科技革命和产业变革 的机遇，创新驱动转型发展取得重大突破，产业发展迈向中高端，工业化
和信息化融合程度进一步提高，高端制造业加快发展，新产业新业态不断 成长的关键期，是建设现代化工业强市和更高标准小康社会的战略机遇期。 3、“十三五”时期，是全面建成小康社会的决胜阶段，也是战略性新 兴产业发展大有作为的重要战略机遇期。在经济处于“三期叠加”、原有 增长动力减弱、增长步入“新常态”的大背景下，党中央、国务院积极推 进供给侧结构性改革，深入实施西部大开发、创新驱动等重大发展战略， 并相继出台了《中国制造2025》《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》《“十三五”国家科技创新规划》《国家创新驱动发展战略纲要》等重大指导政策，为推动技术创新、管理创新、模式创新和产业创新 提供了良好的政策环境支撑，为培育壮大战略性新兴产业带来新契机。战 略性新兴产业是引领经济社会发展的重要力量，当前，加快战略性新兴产 业发展，抢占发展机遇，已成为各地推动经济发展的必然选择。我省要实 现高质量发展，必须把发展战略性新兴产业摆在更加重要地位，积极培育 发展新动能。大力发展战略性新兴产业，将吸引大量投资进入高科技产业，优化我省产业结构，并通过高科技产业化提高投资效率，提升我省经济发 展的质量效益。同时，战略性新兴产业通过技术溢出，会有效提升产品的 技术含量，引导我省传统企业实现技术升级，从而有力促进产业转型升级，实现经济持续健康发展。“十三五”时期是我国全面建成小康社会的决胜 阶段，也是战略性新兴产业大有可为的战略机遇期。我国创新驱动所需的 体制机制环境更加完善，人才、技术、资本等要素配置持续优化，新兴消
常用磁芯材料总结
常用磁芯材料 （一）粉芯类 1.磁粉芯 可以隔绝涡流，材料适用于较高频率；材料具有低导磁率及恒导磁特性，磁导率随频率的变化也就较为稳定。主要用于高频电感。 常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。 (1).铁粉芯 在粉芯中价格最低。磁导率范围从22~100; 初始磁导率me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 MPP主要特点是:磁导率范围大，14~550;在粉末磁芯中具有最低的损耗；温度稳定性极佳，在不同的频率下工作时无噪声产生。粉芯中价格最贵。 高磁通粉芯主要特点是: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。 价格低于MPP。 (3).铁硅铝粉芯 铁硅铝粉芯主要是替代铁粉芯，损耗比铁粉芯低80%，可在8KHz以上频率下使用；导磁率从26~125；在不同的频率下工作时无噪声产生；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。 2. 软磁铁氧体 软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物。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，一般在100KHZ以下的频率使用。Cu-Zn、Ni-Zn铁氧体在100kHz～10兆赫的无线电频段的损耗小。 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。 综上所述，可以选择Mn-Zn铁氧体作为磁芯的材料。 轴套材料选择
金属磁粉芯简介
PREPARED BY 林平长REPORT DATE: 2008-01-25 SUBJECT 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: 2008-01-25 SUBJECT 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。强大的磁场是此应用场合的关键，因此， MRI 系统通常需要用到数以吨计的钕铁硼磁材。 通常，可以按图2、图3对磁性材料、软磁材料进行划分(图4)。传统上，认为矫顽力小于1000A/m的材料的磁性是软的，矫顽力大于1000A/m的材料是硬的。在镍合金比如坡莫合金中得到的矫顽力可以小到 0.4A/m，在某些新近发现的永磁材料中所观察到的内禀矫顽力通常在1.2×10 6A/m在右。 本文仅对金属软磁材料中的金属磁粉芯做介绍。 图1 磁性材料的B-H曲线
金属磁粉芯和MnZn铁氧体的对比分析-蒋胜勇
金属磁粉芯和MnZn铁氧体的对比分析 蒋胜勇 一、金属磁粉芯和MnZn软磁铁氧体同属“软磁家族” 二、金属磁粉芯目前市场份小但增长速度快于MnZn软磁增长的速度 根据有关专家的初步统计， 2006年金属磁粉芯在全球年销售额大约为1.8 亿美元，占软磁材料的3%左右，其中高磁通、铁硅铝、铁镍钼在1 亿美元左右。预计高磁通、铁硅铝、铁镍钼市场在未来几年将会以每年40%以上的速度增长，远大于铁氧体等软磁材料的增长速度。 三、金属磁粉芯与MnZn软磁铁氧体的磁导率及Bs对比倍，但饱和磁通密度Bs高，两者相比约2倍 1、金属磁粉芯磁导率远低于MnZn软磁铁氧体。 从下表中可看出，金属磁粉芯磁导率在9-300左右，同比低功耗MnZn磁导率在1800-3500，高导MnZn铁氧体磁导率在4000-18000。 2、金属磁粉芯磁导Bs值明显高于MnZn软磁铁氧体。 从下表中可看出，金属磁粉芯饱和磁通密度Bs在800-15000mT，同比MnZn为300-540mT。
四、不同类型金属磁粉芯的细致说明 1、铁粉芯（1P）：是制造差模滤波器和无源PFC 电感最廉价实用的材料。 2、铁粉芯（3P、4P）：是制造功率扼流圈廉价实用的材料，但一般情况下应用于对空间要求不高的场合。如多数中低频（一般小于50kHz）UPS 电源中大多采用4P 材料作为输出扼流圈。特别提醒应用频率不应超过100kHz。很多情况下采用3P 材料制造差模滤波器或无源PFC 电感是基于应用噪声问题。这里特别指出的是铁粉芯材料有两方面的缺点值得设计者关注，相关细节可以参考厂家的专业说明。一是铁粉芯材料由于磁致伸缩的原因，有时不可避免会造成噪声，一般1P 材料最甚，3P、4P 材料次之（不同品牌的铁粉芯材料磁致伸缩因子差异比较大），而其它类型的金属磁粉芯材料磁致伸缩因子几乎为零，不存在应用噪声问题。二是铁粉芯材料本身有热衰退问题，即长期在高温下（一般指100℃以上）使用会造成损耗永久增大，影响铁粉芯材料使用寿命。 3、羰基铁T：由于采用超细铁粉制作，这种材料具有相对较小的涡流损耗，特别适宜于应用在频率100kHz-100MHz 范围（大家知道，磁性材料在小信号下主要表现为涡流损耗，较大信号即功率应用情况下超过100kHz 时涡流损耗占主导地位），是制造高频功率扼流圈（特别是高频谐振电感）、RF 调谐电感芯体理想的材料。 4、高磁通H：制造功率扼流圈可以实现体积最小化（即最大功率密度）。在军工领域，考虑到体积最小化和性能最优化，更多选用H125 材料制造差模滤波器和无源PFC 电感。 5、铁镍钼Y：制造功率扼流圈可以实现损耗最小化，此外由于μ选择范围宽，在某些特定场合（如高压小电流输出扼流圈）更具实用性。Y 材料温度系数最小是军工领域应用最为普遍的重要原因。 6、铁硅铝A：尽管偏磁性比H 材料略差，损耗比Y 材料略差，但由于价格低廉使得A材料成为制造功率扼流圈性价比最高的材料。在民品市场，A 材料几乎占据了金属磁粉芯扼流圈80%以上的市场份额。
金属磁粉芯材料的应用
金属磁粉芯材料的应用 张卫东 北京七星飞行电子有限公司 (国营第七九八厂) 所属专业：磁学
目录 一．金属磁粉芯材料的发展及市场概况 (4) 二．金属磁粉芯在磁性材料家族中的位置 (4) 三．金属磁粉芯的制造工艺 (5) 四．金属磁粉芯和铁氧体的比较 (5) 五．金属磁粉芯的主要指标及主要应用方向 (5) 六．金属磁粉芯的应用设计 (6) 七．金属磁粉芯的应用设计实例 (9) 结论和建议 (11) 参考文献 (11)
摘要 本文扼要介绍了金属磁粉芯软磁材料的分类、制造工艺及材料特点，重点论述了材料的应用方向，从专业角度介绍了实用应用设计方法。 关键词 金属磁粉芯铁粉芯高磁通铁镍钼铁硅铝开关电源输出扼流圈 有源PFC电感半窗原则铜损铁损温升 绪论 金属磁粉芯作为软磁材料系列重要的组成部分具有独特的性能，可以广泛应用在各类逆变电路中。在国内，由于多数电源工程师对于金属磁粉芯的认识远不及应用广泛的铁氧体材料，金属磁粉芯的应用受到了很大的影响。本文旨在通过介绍金属磁粉芯的特性及应用，使更多的电源工程师对这种材料有更深入的了解，从而在设计中进行更理想的选择和应用。
一．金属磁粉芯材料的发展及市场概况 金属磁粉芯是采用粉末冶金工艺制造的一种软磁材料，其特殊的磁性能使得其在许多应用场合具有其它材料难以比拟的优势，至今这种材料已经成为软磁材料的重要组成部分。金属磁粉芯生产历史悠久，但真正形成产业化是从二十世纪八十年代开始，随着逆变技术的快速发展和广泛应用，伴随着EMC的需求，金属磁粉芯得到了广泛的应用；进入二十一世纪，随着逆变电路的高频、高功率密度化和EMC的更高要求，加上人们对金属磁粉芯材料的认识的进一步加深，金属磁粉芯的产业化发展速度超过了其它任何软磁材料。 初步统计，目前金属磁粉芯在全球年销售额大约为1.8亿美元，占软磁材料的3%左右，其中高磁通、铁硅铝、铁镍钼在1亿美元左右。预计高磁通、铁硅铝、铁镍钼市场在未来几年将会以每年40%以上的速度增长，远大于铁氧体、铁粉芯等软磁材料的增长速度。 目前，全球范围内专业生产金属磁粉芯的企业为数不多，主要有以下几家： 美国MAGNETICS：主要生产高磁通、铁硅铝、铁镍钼，不生产铁粉芯，产量及技术水平处世界领先。 韩国CSC：产品和MAGNETICS雷同。 美国ARNOLD：产品和MAGNETICS雷同。 韩国DONGBU：产品和MAGNETICS雷同，产品技术水平较低。 中国北京七星飞行电子有限公司：生产高磁通、铁硅铝、铁镍钼、铁粉芯，品种类别齐全，部分材料处于世界领先水平。产品占据国内大多数市场。 英国MMG：专业生产铁硅合金粉芯。 美国MICROMETALS：专业生产铁粉芯。 此外，国内有几家专业生产铁粉芯的企业，主要集中在珠江三角洲地区，多为台资企业；国内也有极少数企业生产高磁通、铁硅铝、铁镍钼，但技术水平很低，规模很小。国外在日本和俄罗斯也有企业生产高磁通、铁硅铝、铁镍钼，但规模很小，在市场上很难看到产品及相关资料。值得一提的是，俄罗斯生产的铁镍钼产品技术水平很高，综合指标超过MAGNETICS水平，但仅在国内作专用配套。 二．金属磁粉芯在磁性材料家族中的位置
磁粉芯
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。
磁芯材料的介绍
电力电子电路常用磁芯元件的设计 一、常用磁性材料的基本知识 磁性元件可以说是电力电子电路中关键的元件之一，它对电力电子装置的体积、效率等有重要影响，因此，磁性元件的设计也是电力电子电路系统设计的重要环节。磁性材料有很多种类，特性各异，不同的应用场合有不同的选择，以下是几种常用的磁性材料。 1．低碳钢 低碳钢是一种最常见的磁性材料，这种材料电阻率很低，因此涡流损耗较大，实际应用时常制成硅钢片。硅钢片是一种合金材料（通常由97%的铁和3%的硅组成），它具有很高的磁导率，并且每一薄片之间相互绝缘，使得材料的涡流损耗显著减小。磁芯损耗取决于材料的厚度与硅含量，硅含量越高、电阻率越大。这种材料大多应用于低频场合，工频磁性元件常用这种材料。 2．铁氧体 随着工作频率的提高，对磁芯损耗的要求更高，硅钢片由于制造工艺的限制，已经很难满足这种要求，铁氧体就是在这种形势下出现的。 铁氧体是一种暗灰色或者黑色的陶瓷材料。铁氧体的化合物是MeFe2O4，这里Me代表一种或几种二价的金属元素，例如，锰、锌、镍、钴、铜、铁或镁。这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能，但是如果超出某个温度值，磁性将失去，这个温度称为居里温度（T c）。铁氧体材料非常容易磁化，并且具有相当高的电阻率。这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。 高频铁氧体磁性材料主要可分为两大类：锰锌（MnZn）铁氧体材料和镍锌（NiZn）铁氧体材料。比较而言，NiZn材料的电阻率较高，一般认为在高频应用场合下具有较低的涡流损耗。但是最近的研究表明，如果颗粒的尺寸足够小而且均匀，在几兆赫兹范围内MnZn材料显示出较NiZn材料更为优越的特性，例如，TDK公司的H7F材料以及MAGNETICS公司的K材料就是采用这种技术，适用于兆赫兹工作频率下工作的新型铁氧体材料。 3．粉芯材料
金属软磁粉芯的特性和应用
金属软磁粉芯的特性和应用 金属软磁粉芯的特性 每种新材料的出现，它都具有一些新的独特的优良特性。在软磁材料领域中，从金属软磁到磁环、到非晶微晶软磁，进而到金属软磁粉芯，都是在不断发展进步，性能不断改善提高。金属软磁粉芯，它既保留了金属软磁和铁氧体软磁的一些优良特性，同时又最大限度的克服了二者的一些缺陷。到目前为止，在四大类别软磁材料中，是综合性能最好的一种软磁材料。其主要特性如下： (1)具有高的饱和磁通密度。铁粉芯的饱和磁通密度最高可达1500mT，高通量磁粉芯最高可达1300mT，铁硅铝磁粉芯的饱和磁通密度最高可达1000mT，就连四大系列金属软磁粉芯中饱和磁通密度最低的MPP类磁粉芯最高也可达800mT。这一性能保留了金属软磁的优点，是铁氧体类软磁材料所远为不及的。 (2)具有高的有效导磁率。如MPP类磁粉芯，在10kHz下，μe值可高达500以上。有效导磁率最低的铁粉芯-26材质，在10kHz下，μe值也可达75左右。而我们曾用超坡莫类金属软磁轧至0.01mm厚，分条后通过电泳涂层卷芯处理后，其初始导磁率高达20万，最大导磁率高于80万。但在10kHz下我们测得μe值只有约60，远不及金属软磁粉芯。 (3)损耗低，频率稳定性好，使用频率范围广。各种材质和各不同导磁率的金属软磁粉芯，可适於从几十赫兹到高达30兆赫的很宽频带下使用。这一特性是金属软磁和非晶微晶软磁所远不及的。 (4)由于有上述三条优点，金属软磁粉芯具有良好的交直流叠加稳定性。这对于许多交直流场同时存在的使用情况下是具有重要意义的。这也是它优于其他几种软磁材料的地方。 (5)具有良好的磁性能稳定性。这一特性对于使用和保证产品质量是非常重要的。如果不能保证磁性能稳定性，非常精密的仪器会变得不能用而造成损失。金属软磁粉芯在频率稳定性和温度稳定性等方面都优于其他几类材料。 (6)它还有一条非常重要的，也是其他任何软磁材料所不具备的独特优良特性，就是具有良好的性能可控性。也就是说，在各类金属软磁粉芯的生产过程中，人们可以通过控制和改变其生产工艺技术条件，生产出各种具有独特性能的金属软磁粉芯，从而能最大限度地满足各种使用条件下的各种不同要求。这对于提高产品的性能和质量，特别是对于高科技和国防军工领域，是具有非常重要意义的。 如磁性能一致性的控制，产品生产控制水平均比国外产品提高了一个档次。铁粉芯由国外产品±10％缩小至±5％，合金系列产品由国外±8％也缩小至±5％，这在使用方面的好处，我们将在后面应用部分说明。其他如温度系数，通过改进处理工艺及添加补赏合金，可使其温度系数低于100ppm以下，从而具有良好的温度稳定性。还有在降低损耗、改善频率特性等方面也可通过改进生产工艺而得到改善。总之，通过改变生产工艺技术，可以使金属软磁粉芯具有某种独特的优良特性，从而为人们很好的加以利用是金属软磁粉芯的又一特性，且
粉末冶金材料的分类及应用分析
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/532404333.html, 粉末冶金材料的分类及应用分析 作者：蒋福海 来源：《中国房地产业·上旬》2017年第08期 [摘要]随着我国社会主义经济的不断发展，冶金行业也有了很大程度的进步。冶金材料的种类也变得越来越多样化。就目前来说，粉末冶金材料最为普遍，粉末冶金材料主要由硬质合金、粉末冶金结构材料等等一系列的材料构成。本文主要针对粉末冶金材料的具体分类进行深入的研究和分析，并且对其应用进行分析和探究。 [关键词]粉末冶金材料；材料分类；应用 粉末冶金材料是指用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、无宏观偏析（合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象），可一次成型等。 1、粉末冶金材料的主要分类 ①粉末冶金减摩材料，又称烧结减摩材料。通过在材料孔隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。材料表面间的摩擦系数小，在有限润滑油条件下，使用寿命长、可靠性高；在干摩擦条件下，依靠自身或表层含有的润滑剂，具有自润滑效果。广泛用于制造轴承、支承衬套或作端面密封等。 ②粉末冶金多孔材料。又称多孔烧结材料。由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。材料内部孔道纵横交错、互相贯通，一般有30%～60%的体积孔隙度，孔径1～100微米。透过性能和导热、导电性能好，耐高温、低温，抗热震，抗介质腐蚀。用于制 造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。 ③粉末冶金结构材料。又称烧结结构材料。能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷，并能在摩擦磨损条件下工作。由于材料内部有残余孔隙存在，其延展性和冲击值比化学成分相同的铸锻件低，从而使其应用范围受限。 ④粉末冶金摩擦材料。又称烧结摩擦材料。由基体金属（铜、铁或其他合金）、润滑组元（铅、石墨、二硫化钼等）、摩擦组元（二氧化硅、石棉等）3部分组成。其摩擦系数高，能很快吸收动能，制动、传动速度快、磨损小；强度高，耐高温，导热性好；抗咬合性好，耐腐蚀，受油脂、潮湿影响小。主要用于制造离合器和制动器。 ⑤粉末冶金工模具材料。包括硬质合金、粉末冶金高速钢等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高速钢韧性和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长。可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。
金属磁粉芯及其应用设计
金属软磁粉芯及其应用设计 1 金属软磁粉芯概述 在当今世界上各种科技领域中，广泛使用的软磁材料有四大类别：金属软磁材料、铁氧体软磁材料、非晶微晶软磁材料和金属软磁粉芯。所谓软磁材料是相对于硬磁或者永磁材料而言的，所有的磁性材料都有一个共同的特性，就是具有高的饱和磁感应强度。硬磁材料由于具有高的饱和磁感而具有高的磁能积；而软磁材料由于具有高的饱和磁感因而具有高的导磁率。所不同的是硬磁材料被感应磁化了后，由于矫顽力大磁性不能消失，所以更确切的称之为永磁材料。软磁材料和永磁材料的区别就是其矫顽力极小，也就是说当你给它一个磁化场时，由于磁感应被磁化了具有磁性能。而当磁化场被去掉时，其磁性能消失不具备有磁性，这就是我们所说的软磁特性。所有的软磁材料的另一共同特性，就是具有磁电转换的特殊功能。正是由于这一特性，使得软磁材料在各个科技领域得到愈来愈广泛的应用。 金属软磁粉芯是一种软磁材料，它是用金属或合金软磁材料制成的粉末，通过特殊的工艺生产出来的一种磁芯。对于金属软磁粉芯的称呼，目前还是较为混乱不确切的：如称为粉芯，铁粉芯、磁粉芯、金属磁粉芯……。粉芯或磁粉芯顾名思义即为磁性粉末做的磁芯。钕铁硼是以合金粉末生产的磁芯，但它是永磁材料。同样，软磁铁氧体和硬磁铁氧体也都是磁性粉末生产的磁芯，如果简单的把金属软磁粉芯看作是磁性粉末做的磁性材料的话，这些材料都可以归作一类，称作粉芯或磁粉芯。同样，金属磁粉芯的称呼也是不确切的，因为铝镍钴合金等永磁材料都可以制成粉末磁芯。所以，我把它定义为金属软磁粉芯。这样称呼既确切、明确指明了它的软磁特性，又不易与其他材料相混淆。 金属软磁粉芯目前主要包括铁粉芯、铁硅铝磁粉芯、高通量磁粉芯和钼坡莫磁粉芯四大系列。 铁粉芯(iron cores)是用高纯铁粉或羟基铁粉经配料、压制、涂覆生产的磁芯。由于生产工艺较其他几种简单，原材料最便宜，且具有较好的磁性能，是四大系列金属软磁粉芯中使用量最大、最为广泛的一种。从μe10的-2材质铁粉芯到μe75的-26、-52等各种材质的铁粉芯，适用于各种不同的使用场合。还有用铁氧体掺入适量铁粉做的复合铁粉芯，具有较高的导磁率，在某些使用场合可以弥补铁粉芯导磁率较低的缺陷。 铁硅铝磁粉芯(sendust cores)是用含铝5.4％、硅9.6％、其余为铁的合金制成的粉末生产出来的一种金属软磁粉芯。铁硅铝合金是
2020年金属软磁粉芯项目可行性研究报告
金属软磁粉芯项目可行性研究报告 规划设计 / 投资分析
摘要 该金属软磁粉芯项目计划总投资16265.48万元，其中：固定资产投资12108.45万元，占项目总投资的74.44%；流动资金4157.03万元，占项目总投资的25.56%。 达产年营业收入32817.00万元，总成本费用24903.61万元，税金及附加306.00万元，利润总额7913.39万元，利税总额9310.89万元，税后净利润5935.04万元，达产年纳税总额3375.85万元；达产年投资利润率48.65%，投资利税率57.24%，投资回报率36.49%，全部投资回收期4.24年，提供就业职位470个。 本报告所涉及到的项目承办单位近几年来经营业绩指标，是以国家法定的会计师事务所出具的《财务审计报告》为准，其数据的真实性和合法性均由公司聘请的审计机构负责；公司财务部门相应人员负责提供近几年来既成的财务信息，确保财务数据必须同时具备真实性和合法性，如有弄虚作假等行为导致的后果，由公司财务部门相关人员承担直接法律责任；报告编制人员只是根据报告内容所需，对相关数据承做物理性参照引用，因此，不承担相应的法律责任。 项目总论、项目背景研究分析、产业分析预测、项目规划分析、选址评价、土建工程、项目工艺先进性、环境影响分析、职业保护、建设及运营风险分析、项目节能评估、项目进度方案、项目投资估算、项目经济收益分析、综合评估等。
金属软磁粉芯项目可行性研究报告目录 第一章项目总论 第二章项目背景研究分析 第三章产业分析预测 第四章项目规划分析 第五章选址评价 第六章土建工程 第七章项目工艺先进性 第八章环境影响分析 第九章职业保护 第十章建设及运营风险分析 第十一章项目节能评估 第十二章项目进度方案 第十三章项目投资估算 第十四章项目经济收益分析 第十五章项目招投标方案 第十六章综合评估
铁硅铝磁粉芯生产工艺的研究
铁硅铝磁粉芯生产工艺的研究 惠州市科力磁元有限公司王寿良 摘要 近年来对生产优良性能的铁硅铝磁粉芯进行了开发研究，摸索了生产工艺过程对磁电性能的影响。因此，总结了制作Fe-Si-AL磁粉芯的主要几个工艺因素对磁电性能的影响及指出在制作过程中要注意的问题。研究结果表明：磁粉芯的磁电性能主要取决于粉末材料的成份、粉末粒度的分布、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺。化学成份偏离Sendust或Kool Μμ范围太大会导致Fe-Si-Al磁粉芯的综合性能达不到实用要求，粉末粒度分布偏粗、绝缘介质含量少、成型密度大和适当的热处理，会得到最佳的导磁率μe125或μe147的磁电性能。 前言 近年来科学技术的发展，特别是强调节能减排，减少环境污染，节省贵重资源，对电子、电器行业的推动很大。与本项目有关的是太阳能发电、风力发电、大功率照明电源、电动大型电动汽车快速充电器以及工业控制设备，都涉及开关电源，其中有频率变换、储能线路滤波、功率因数校正器、抗电磁干扰等都要应用电感，且必须要用到铁芯以提高电感量和良好的磁性能。数十赫兹的频率是大量应用硅钢片制造变压器电机、电器等的铁芯，数兆赫兹到数十兆赫兹应用软磁铁氧体制作电感铁芯，而数十千赫兹到数百千赫兹则要用金属磁粉芯，金属磁粉芯中大量应用价格低的纯铁粉芯，但铁芯损耗大，磁导率约为75。合金磁粉芯中铁镍、铁镍钼磁粉芯价格较高，而铁硅铝磁粉芯作为一种新型电子器件用磁性材料价格适中，磁性能与铁镍、铁镍钼磁粉芯相近，所以促进了铁硅铝磁粉芯的开发、研究和生产。 合金磁粉芯是用合金具有本征的磁特性，将其制成粉末与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。铁硅铝磁粉芯具有高饱和磁感应强度、高的交直流叠加特性及良好的温度稳定性、低的铁芯损耗、低成本，适合电子器件的高频化、大功率、小型化及抗电磁干扰的要求，市场应用范围不断扩大，受到电子行业极大的关注。
金属软磁粉芯及其应用设
金属软磁粉芯及其应用设计 陈一平武汉浩源磁材科技发展有限公司 内容提要：文章对金属软磁粉芯及其主要特性作了简明的叙述，并着重对金属软磁粉芯的应用及应用设计的方法、步骤进行了较为具体的描述，并以具体的实例进行了说明。鉴于全国各地许多设计人员经常向我询问这方面的问题，有的则干脆要我帮他们进行选材和设计计算，故以此文章希望能对广大科技工作者有所帮助。 关键词：金属软磁粉芯 一、金属软磁粉芯概述 在当今世界上各种科技领域中，广泛使用的软磁材料有四大类别：金属软磁材料、铁氧体软磁材料、非晶微晶软磁材料和金属软磁粉芯。所谓软磁材料是相对于硬磁或者永磁材料而言的，所有的磁性材料都有一个共同的特性，就是具有高的饱和磁感应强度。硬磁材料由于具有高的饱和磁感而具有高的磁能积；而软磁材料由于具有高的饱和磁感因而具有高的导磁率。所不同的是硬磁材料被感应磁化了后，由于乔顽力大磁性不能消失，所以更确切的称之为永磁材料。软磁材料和永磁材料的区别就是其乔顽力极小，也就是说当你给它一个磁化场时，由于磁感应被磁化了具有磁性能。而当磁化场被去掉时，其磁性能消失不具备有磁性，这就是我们所说的软磁特性。所有的软磁材料的另一共同特性，就是具有磁电转换的特殊功能。正是由于这一特性，使得软磁材料在各个科技领域得到愈来愈广泛的应用。 金属软磁粉芯是一种软磁材料，它是用金属或合金软磁材料制成的粉末，通过特殊的工艺生产出来的一种磁芯。对于金属软磁粉芯的称呼，目前还是较为混乱不确切的：如称为粉芯，铁粉芯、磁粉芯、金属磁粉芯等。粉芯或磁粉芯顾名思义即为磁性粉末做的磁芯。钕铁硼是以合金粉末生产的磁芯，但它是永磁材料。同样，软磁铁氧体和硬磁铁氧体也都是磁性粉末生产的磁芯，如果简单的把金属软磁粉芯看作是磁性粉末做的磁性材料的话，这些材料都可以归作一类，称作粉芯或磁粉芯。同样，金属磁粉芯的称呼也是不确切的，因为铝镍钴合金等永磁材料都可以制成粉末磁芯。所以，我把它定义为金属软磁粉芯。这样称呼既确切、明确指明了它的软磁特性，又不易与其他材料相混淆。 金属软磁粉芯目前主要包括铁粉芯、铁硅铝磁粉芯、高通量磁粉芯和钼坡莫磁粉芯四大系列。 铁粉芯(iron cores)是用高纯铁粉或羟基铁粉经配料、压制、涂覆生产的磁芯。由于生产工艺较其他几种简单，原材料最便宜，且具有较好的磁性能，是四大系列金属软磁粉芯中使用量最大、最为广泛的一种。从μe10的－2材质铁粉芯到μe75的－26、－52等各种材质的铁粉芯，适用于各种不同的使用场合。还有用铁氧体掺入适量做的复合铁粉芯，具有较高的导磁率，在某些使用场合可以弥补铁粉芯导磁率较低的缺陷。
如何选取磁粉芯材料
在功率电感和扼流圈设计中怎样选取粉芯（分布式气隙）材料 简介： 本应用指南给出了粉芯材料（MPP,Sendust，Kool Mu，High Flux以及Iron Powder）在电感，扼流圈以及滤波器的设计中的选型和优化。 具体选择何种材料取决于以下具体的应用情况： 1）电感中通过的直流偏置电流大小。 2）环境温度和允许的温升。目前的应用环境温度超过100℃已经非常普遍。 3）尺寸约束和焊接方法（表面贴装或者通孔插装） 4）成本考虑：铁粉芯最便宜，MPP最贵。 5）磁芯电气性能随温度变化的稳定性。 6）磁芯材料的可选择性。比如：微晶公司铁粉芯主要为#26和#52材料，而MPP最常用的材料为磁导率为125的材料。 随着近年来铁磁技术的飞速发展，工程师设计优化时的材料可选择性大大提高。对于开关电源、电感、扼流圈以及滤波器设计方面，最常用的材料包括MPP(钼坡莫合金)，High Flux （高磁通磁芯），Sendust（铁硅铝）以及铁粉芯磁芯。针对不同的应用场合，每种材料都有各自的特点。 粉芯磁芯的主要生产厂家如下： 1）美国微晶公司主要生产铁粉芯。目前只有该公司的铁粉芯具有很高的热稳定性。 2）美国Magnetic公司以及Arnold公司，CSC公司，T/T电子公司生产MPP,Sendust(Kool Mu)以及High Flux磁芯。 3）日本TDK,Tokin，Toho生产Sendust磁芯。 粉芯材料磁芯是由高磁导率材料经过研磨或者喷雾造粒形成粉末，磁芯的磁导率取决于高磁导率材料微粒的尺寸和密度大小。调整微粒的尺寸和密度可以得到不同磁导率的磁芯。微粒尺寸越小，磁芯磁导率越小，直流偏置特性越好，但是成本更高。粉末微粒之间彼此绝缘，因此磁芯固有的分布气隙具有更好的储能能力，特别适合在储能电感中应用。 粉芯的分布式气隙特性确保能量储存在整个磁芯体中。这就使得磁芯的温度稳定性更高。而传统的开气隙的铁氧体磁芯由于能量储存在气隙附近，漏感较大，使得气隙损耗和电磁干扰都明显增加。有时局部气隙损耗甚至比磁芯本身的损耗都大。因此，磁芯的温度稳定性不太稳定。优化磁芯选择原则是选择能够满足所有的设计目标需求的同时，具有最小折衷的材料。如果成本是首要考虑因素，铁粉芯是最佳选择。如果温度稳定性是优先考虑因素，那么首选MPP磁芯。 MPP（钼坡莫合金粉芯磁芯） 成分：Mo-Ni-Fe 在所有粉芯磁芯中，MPP粉芯磁芯具有最小的磁芯损耗和最好的温度稳定性。典型情况下，直到140℃，电感的公差漂移都小于1％。MPP磁芯的初始磁导率(μi)有26，60， 125，160，173，200，500。MPP磁芯具有高电阻率，低磁滞损耗和涡流损耗，在直流偏置和交流条件下都非常好的电感稳定性等优点。对于μi=125的磁芯，交流激励（交流磁化磁感应增量超过2000高斯）下，电感变化仍低于2％（非常稳定）。MPP在直流磁化或直流偏置下也不易饱和。MPP 的最大饱和磁感应强度大约为8000高斯（800mT）. 同其他粉芯材料相比，MPP价格最贵，但是在磁心损耗和稳定性方面性能最好。在直流偏
磁粉芯电感器
磁粉芯电感器 创新的金属粉末与高效率的几何形状相结合 Inductit能帮助您提供更具成本效益和更环保的解决方案。新电感器由铁基金属粉末制成，其生产过程几乎没有废弃物，因此原材料消耗也降到最低。而且由于使用了显著改善磁性能的铁粉，以及高效率的罐形铁芯几何形状，我们的产品开发人员缩小了电感器尺寸并减轻了重量，使Inductit比传统解决方案都更加紧凑。所有这些成果都没有牺牲性能。由于Inductit具有能提升效率的外形和材料本身的独特属性，事实上也使性能得到了提升。 Inductit?为您的创新提供更多灵活性。简洁、紧凑的电感器为生产符合现代品味、更轻薄、更高效的逆变器奠定了基础。选择Inductit?，为开发下一代逆变器做好准备。 灵活的解决方案 由于Inductit提高了效率，如今电感器的体积更小。水封特性与罐形铁芯的设计相结合，确保无磁通泄露，这意味着可以把电感器放在逆变器内几乎任何地方，甚至是机柜外面。 价格适中的高性能产品 新的铁基材料提供了高磁饱和度和低磁损的独特组合。Inductit别具特色的圆柱形和高度紧凑的设计比任何传统的电感器型号都具有更高的资源效率和能源效率，从而有助于您开发更有竞争力的逆变器。 量身定制的解决方案 Inductit有多种尺寸供选择，并可进行优化以满足您的应用要求。无论您的主要设计目标是电感器的尺寸（高度或宽度）、效率、最高工作温度或成本，我们都可为您量身定制电感器，助您实现目标。 出众的性价比 新型铁基材料提供了高磁饱和度与低磁损耗的独特组合。从而提升效率，并缩小尺寸、减轻重量。凭借Inductit?磁粉芯和全球运营的大批量、高质量生产能力，H?gan?s能够满足现今和未来的电感磁芯需求。大型电感器的高效率生产 磁粉芯产品组合包含多种尺寸的铁芯，并且包括市场上一些最大尺寸的磁粉芯。因此，当您建造大型电感器时，Inductit就能凭借精简和更具成本效率的生产工艺，帮助贵公司降低成本。 适用于广泛的频率范围 由于其极低的涡流损耗，Inductit磁粉芯特别适合工作频率在2-50 kHz之间的应用场合，例如太阳能和风力发电。
磁性材料在EMI滤波器中的应用
磁性材料在EMI滤波器中的应用 开关电源一般都采用脉冲宽度调制(PWM)技术，其特点是频率高，效率高，功率密度高，可靠性高。然而，由于其开关器件工作在高频通断状态，高频的快速瞬变过程虽然能完成正常的能源传递，但却是一种电磁骚扰源。它产生的EMI信号有很宽的频率范围，又有较高的幅度，因而会严重影响其他电子设备的正常工作。 1 EMI滤波电路 开关电源的开关频率及其谐波的主要表现是电源线上的干扰，称之为传导干扰。传导干扰分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是由载流导体与大地之间的电位差产生的，其特点是两条线上的干扰信号电压是同电位同相的;而差模干扰则是由载流导体之间的电位差产生的，其特点是两条线上的干扰信号电位相同，但相位相反。事实上，针对不同的干扰信号，EMI滤波电路也分为抗共模干扰滤波电路和抗差模干扰滤波电路，图1所示是其滤波电路。 图l中，LC1、LC2、Cy1、Cy2构成共模滤波电路。LC1和LC2为共模滤波电感，而Ld1、Ld2、Cx1、Cx2则可构成差模滤波电路，Ld1和Ld2为差模滤波电感。在这个滤波电路中，共模滤波电感和差模滤波电感起着举足轻重的作用，其性能优劣直接决定EMI滤波器的成败，而共模滤波电感和差模滤波电感的性能好坏主要是由磁芯的特性所决定，所以，分析EMI滤波器中所用的磁芯特性，其意义相当重大。 一般而言，磁性材料根据其特性及应用可分为软磁、硬磁、压磁等，其中软磁应用最为广泛，几乎所有感性器件(电感、变压器、传感器等)都离不开软磁材料，目前，滤波电感应用最多的磁芯也是软磁材料。磁性材料的选择除了要正确选择其基本的磁参数(如Bs、μi、Tc)外，还要仔细选定它们的电特性(如电阻率、频宽、阻抗等)。根据EMI滤波器的特点，共模滤波电感和差模滤波电感的磁芯选择应遵守以下几点：第一、初始磁导率要高(μi>2000); 第二、要有低矫顽磁力Hc，以减小磁滞损耗; 第三、电阻率ρ高，以减小高频下的涡流损耗;
金属磁粉芯比较
四种金属磁粉心性能和价格对比
金属磁粉心与铁氧体材料应用对比 材料典型频率范 围（Hz）工作温度范围（℃） 尺寸类型极限功率 容量 价格优（劣）特性 MnZn铁氧体 NiZn铁氧体 10k～1M 50k～1G -55～150 -55～150 Gu、环、E等 极限尺寸为500cm3 Gu、环、E等 极限尺寸为250cm3 低 低 低 中 高磁导率、高频低损耗（饱和 磁通密度低） 适中的磁导率和高频低损耗 （饱和磁通密度低） 高磁导率铁粉心 中磁导率铁粉心 低磁导率铁粉心 — 25k～1M 1M～1G — -55～125 -55～125 — 极限尺寸为350cm3 极限尺寸为350cm3 — 中 中 — 低 低 （高损耗，低磁导率） 低损耗，良好的稳定性（磁导 率低） 低损耗，良好的稳定性（磁导 率低） 铁镍钼磁粉心 铁镍50磁粉心 铁硅铝磁粉心 5k～200k 5k～50k 5k～200k -55～200 -55～200 -55～200 环型极限外径到φ 63.5mm 环型极限外径到φ 63.5mm 环型极限外径到φ 63.5mm 中 中 中 高 高 中 非常稳定(低的磁导率限定该材 料只能用到单端反激变压器上) 非常稳定、高BS(低的磁导率 限定该材料只能用到单端反激 变压器上) 非常稳定、高BS(低的磁导率 限定该材料只能用到单端反激 变压器上) 材料典型频率范 围（Hz） 工作温度范围 （℃） 尺寸类型极限功率 容量 价格优（劣）特性 MnZn铁氧体 NiZn铁氧体 1M～5M 50k～1G -55～150 -55～150 大多为环、Gu和其 他小类型 环、Gu和其他小类 型 低 低 低 中 高磁导率、可调、高Q（稳定 性很差） 适合的磁导率、可调、在高频 具有高Q值 高磁导率铁粉心 中磁导率铁粉心 低磁导率铁粉心 — 1M～10M 25k～1M — -55～125 -55～125 — 极限尺寸为350cm3 极限尺寸为350cm3 — 中 中 — 中 （高损耗） 良好的稳定性 低损耗，良好的稳定性（磁导 率低） 铁镍钼磁粉心 铁镍50磁粉心 铁硅铝磁粉心 5k～200k — — -55～200 — — 环型极限外径到φ 63.5mm — — 低 — — 高 — — 非常稳定(与铁氧体相比具有低 的磁导率，低的Q值) — —