磁环材质的辨认和磁导率测量方法

材料的介电常数和磁导率的测量

无机材料的介电常数及磁导率的测定 一、实验目的 1. 掌握无机材料介电常数及磁导率的测试原理及测试方法。 2. 学会使用Agilent4991A 射频阻抗分析仪的各种功能及操作方法。 3. 分析影响介电常数和磁导率的的因素。 二、实验原理 1.介电性能 介电材料（又称电介质）是一类具有电极化能力的功能材料，它是以正负电荷重心不重合的电极化方式来传递和储存电的作用。极化指在外加电场作用下，构成电介质材料的内部微观粒子，如原子，离子和分子这些微观粒子的正负电荷中心发生分离，并沿着外部电场的方向在一定的范围内做短距离移动，从而形成偶极子的过程。极化现象和频率密切相关，在特定的的频率范围主要有四种极化机制：电子极化 (electronic polarization ，1015Hz)，离子极化 (ionic polarization ，1012～1013Hz)，转向极化 (orientation polarization ，1011～1012Hz)和空间电荷极化 (space charge polarization ，103Hz)。这些极化的基本形式又分为位移极化和松弛极化，位移极化是弹性的，不需要消耗时间，也无能量消耗，如电子位移极化和离子位移极化。而松弛极化与质点的热运动密切相关，极化的建立需要消耗一定的时间，也通常伴随有能量的消耗，如电子松弛极化和离子松弛极化。 相对介电常数（ε），简称为介电常数，是表征电介质材料介电性能的最重要的基本参数，它反映了电介质材料在电场作用下的极化程度。ε的数值等于以该材料为介质所作的电容器的电容量与以真空为介质所作的同样形状的电容器的电容量之比值。表达式如下： A Cd C C ?==001εε （1） 式中C 为含有电介质材料的电容器的电容量；C 0为相同情况下真空电容器的电容量；A 为电极极板面积；d 为电极间距离；ε0为真空介电常数，等于8.85×10-12 F/m 。 另外一个表征材料的介电性能的重要参数是介电损耗，一般用损耗角的正切（tanδ）表示。它是指材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应

磁性材料基本参数详解

磁性材料基本参数详解 磁性是物质的基本属性之一，磁性现象与各种形式的电荷的运动相关联，物质内部电子的运动和自旋会产生一定大小的磁矩，因而产生磁性。 自然界物质按其磁性的不同可分为：顺磁性物质、抗磁性物质、铁磁性物、反铁磁性物质以及亚铁磁性物质，其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质，通常将这两类物质统称为“ 磁性材料” 。 铁氧体颗粒料: 是已经过配料、混合、预烧、粉碎和造粒等工序，可以直接用于成形加工的铁氧体料粒。顾客使用该料可直接压制成毛坯，经烧结、磨削后即可制成所需磁芯。本公司生产并销售高品质的铁氧体颗粒料，品种包括功率铁氧体JK 系列和高磁导率铁氧体JL 系列。 锰锌铁氧体: 主要分为高稳定性、高功率、高导铁氧体材料。它是以氧化铁、氧化锌为主要成分的复合氧化物。其工作频率在1kHz 至10MHz 之间。主要用着开关电源的主变压器用磁芯. 。 随着射频通讯的迅猛发展，高电阻率、高居里温度、低温度系数、低损耗、高频特性好（高电阻率ρ、低损耗角正切tg δ）的镍锌铁氧体得到重用，我司生产的Ni-Zn 系列磁芯，其初始磁导率可由10 到2500 ，使用频率由1KHz 到100MHz 。但主要应用于1MHz 以上的频段、磁导率范围在7-1300 之间的EMC 领域、谐振电路以及超高频功率电路中。磁粉芯: 磁环按材料分为五大类：即铁粉芯、铁镍钼、铁镍50 、铁硅铝、羰基铁。使用频率可达100KHZ ，甚至更高。但最适合于10KHZ 以下使用。 磁场强度H ： 磁场“ 是传递运动电荷或者电流之间相互作用的物理物” 。 它可以由运动电荷或者电流产生，同时场中其它运动或者电流发生力的作用。 均匀磁场中，作用在单位长磁路的磁势叫磁场强度，用H 表示； 使一个物体产生磁力线的原动力叫磁势，用F 表示：H=NI/L, F = N I H 单位为安培/ 米（A/m ），即: 奥斯特Oe ；N 为匝数；I 为电流，单位安培（A ），磁路长度L 单位为米（m ）。 在磁芯中，加正弦波电流，可用有效磁路长度Le 来计算磁场强度： 1 奥斯特= 80 安/ 米 磁通密度，磁极化强度，磁化强度 在磁性材料中，加强磁场H 时，引起磁通密度变化，其表现为： B= ц o H+J= ц o (H+M) B 为磁通密度( 磁感应强度) ，J 称磁极化强度，M 称磁化强度，ц o 为真空磁导率，其值为4 π× 10 ˉ 7 亨利/ 米（H/m ） B 、J 单位为特斯拉，H 、M 单位为A/m, 1 特斯拉=10000 高斯（Gs ） 在磁芯中可用有效面积Ae 来计算磁通密度：

磁导率介绍

中文名称：磁导率 英文名称：magnetic permeability 定义：磁介质中磁感应强度与磁场强度之比。分为绝对磁导率和相对 磁导率，是表征磁介质导磁性能的物理量。 磁导率μ等于中B与磁场强度H之比，即μ=B/H 通常使用的是磁介质的相对磁导率μr，其定义为磁导率μ与μ0之比，即μr=μ/μ0 相对磁导率μr与χ的关系是：μr=1+χ 磁导率μ，相对磁导率μr和磁化率xm都是描述磁介质磁性的物理量。 对于μr>1；对于μr<1，但两者的μr都与1相差无几。在大多数情况下,导体的相对磁导率等于1.在中，B与 H 的关系是非线性的磁滞回线，μr不是常量，与H有关，其数值远大于1。 例如，如果空气(非)的磁导率是1，则的磁导率为10，000，即当比较时，以通过磁性材料的是10,000倍。 涉及磁导率的公式：

磁场的能量密度=B^2/2μ 在（SI）中，相对磁导率μr是无量纲的，磁导率μ的单位是/米（H/m）。 常用的真空磁导率 常用参数 (1)初始磁导率μi：是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率 (2)最大磁导率μm：在初始段以后，随着H的增大，斜率μ=B/H逐渐增大，到某一强度下(Hm)，磁密度达到最大值（Bm），即 （3）饱和磁导率μS：基本磁化曲线饱和段的磁导率，μs值一般很小，深度饱和时，μs=μo。

（4）（）磁导率μΔ∶μΔ=△B/△H。ΔB及△H是在（B1，H1）点所取的增量如图1和图2所示。 （5）微分磁导率，μd∶μd=dB /dH，在（B1，H1）点取微分，可得μd。 可知：μ1=B1/H1，μ△=△B /△H，μd=dB1/dH1，三者虽是在同一点上的磁导率，但在数值上是不相等的。 非磁性材料（如铝、木材、玻璃、自由空间）B与H之比为一个常数，用μ。来表示非磁性材料的的磁导率，即μ。=1（在CGS单位制中）或μ。=4πX10o－7（在RMKS中）。 在众多的材料中，如果自由空间（真空）的μo=1，那△么比1略大的材料称为顺磁性材料（如白金、空气等）；比1略小的材料，称为反磁性材料（如银、铜、水等）。本章介绍的磁性元件μ1是大有用处的。只有在需要时，才会用铜等反磁性材料做成使磁元件的磁不会辐射到空间中去。 下面给出几个常用的参数式： （1）有效磁导率μro。在用L形成闭合中（漏磁可以忽略），的有效磁导率为：

磁性材料的基本特性16505

1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M～H曲线或B ～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; 剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; 矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等); 磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关 初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp 居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度 损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r 在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米） 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 ?设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料； ?合理确定磁芯的几何形状及尺寸；

多种材料的磁导率

非铁磁性物质的μ近似等于μ0。而铁磁性物质的磁导率很高，μ>>μ0。铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200～400；硅钢片为7000～10000；镍锌铁氧体为10～1000；镍铁合金为2000；锰锌铁氧体为300～5000；坡莫合金为20000～200000。空气的相对磁导率为1.00000004；铂为1.00026；汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质，其相对磁导率都小于1，分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。 铁粉心 磁导率10左右材料以优良的频率特性和阻抗特性良好的温度特性是雷 达和发射机滤波用电感器最佳材料； 磁导率33材料最适合在几十A到上百A的大电流逆变电感器，如果对体积和温升要求不高，可以使用其做频率底于 50KHz的开关电源输出电感器，APFC电感器； 磁导率75材料是做差模电感器和频率在20K左右的滤波电感器储能电感器的高性价比材料。 铁镍50 该材料最适合用做差模电感器但是价格很高，由于原来国内能做铁镍钼 的厂家做的铁镍钼性能很差，所以一些开关电源厂家和军工客户都使用 铁镍50材料做储能电感器，其实这是错误的选择，因为这种材料的损 耗仅好于铁粉心，是铁硅铝的2倍左右，是铁镍钼的三倍左右，但是该 材料同样磁导率下，直流叠加特性好于铁硅铝材料， 虽然它的Bs值达14000Gs，但是由于磁滞回线的形状不一样，所以它的 直流叠加特性并不好于铁镍钼材料（只是原来国内能做的厂家做的性能 较差）。 铁硅铝 高性价比材料，是铁粉心的替代品（不包括低磁导率铁粉心）。 铁镍钼

价格与铁镍50相当（我公司），损耗最低材料，频率特性最好的材料， 如果将您正在使用的国内公司的铁镍50材料换成我公司的铁镍钼材料 将大大提高您的模块效率。不信您可以索要样品适用。 四种金属磁粉心性能和价格对比

不锈钢的磁导率

不锈钢能被磁铁吸引吗 日常生活中我们接触较多的奥氏体型不锈钢（有人称之为镍不锈）和马氏型不锈钢（有人称之为不锈铁，但不科学，易误解，应回避）两大类。奥氏体型不锈钢由于在钢中加入较高的 铬和镍（含铬在18%左右，Ni在4%以上），钢的内部组织呈现一种叫奥氏体的组织状态，这种组织是没有导磁性的，不能被磁铁所吸引。 钢铁的奥氏体组织在770摄氏度以上失去铁磁性。不锈钢中加入大量的合金，使部分不锈 钢的奥氏体相区扩大到室温。这种奥氏体不锈钢不具有铁磁性。除此之外的其它的铁素体不 锈钢、马氏体不锈钢等等，都具有铁磁性。 能被吸起的是不锈铁一般称作Cr13,不锈钢有1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti等。 人们常以磁铁吸附不锈钢材，验证其优劣真假。不吸无磁，认为是好的，反之，则认为是冒 牌假货。其实，这是一种不切实际的辨别方法。一般，经营不锈钢材料已有十余年的人都知 道，依靠传统的是否有磁性来判别不锈钢的方法，很有可能吃亏。 据他们介绍，不锈钢种类繁多，常温下按组织结构可分为奥氏体型和马氏体或铁素体型。奥氏体型是无磁或弱磁性，马氏体或铁素体型是有磁性。然而，也并不一定如此。如通常用作 装修管板的奥氏体型的304材质，一般来讲是无磁性的，但因冶炼造成化学成分波动或加工状态不同也可能出现磁性，这不能认为是冒牌或不合格。另外304不锈钢经过冷加工， 组织结构也会向马氏转化，冷加工变形度越大，马氏体转化越多，钢的磁性就越大。相反，质量次一点的200系列不锈钢，很有可能不带磁性，由此判定它是货真价实的不锈钢，就大错特错了。 由磁铁的特性决定的如果按原子电流解释就是电流产生的磁场磁化别的物体磁化物体产生电场电场互相作用产生力的作用

磁性材料的基本特性及分类参数

一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2）

磁性材料的基本特性及分类参数

一.磁性材料的基本特性 1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2.软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁

性材料的厚度t及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2） 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 二、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。 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：

磁导率

磁导率表示物质磁化性能的一个物理量，是物质中磁感应强度B与磁场强度H之比，又成为绝对磁导率。物质的绝对磁导率和真空磁导率（设为μ0=4*3.14*0.0000001H/m）比值称为相对磁导率，也就是我们一般意义上的磁导率。对于顺磁质μr＞1，对于抗磁质μr＜1，但它们都与1相差很小（例如铜的μr 与1之差的绝对值是0．94×10-5）。然而铁磁质的μr可以大至几万。 非铁磁性物质的μ近似等于μ0。而铁磁性物质的磁导率很高，μ>>μ0。铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200～400；硅钢片为7000～10000；镍锌铁氧体为10～1000；镍铁合金为2000；锰锌铁氧体为300～5000；坡莫合金为20000～200000。空气的相对磁导率为1.00000004；铂为1.00026；汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质，其相对磁导率都小于1，分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。 所以，铜虽然具有抗磁性，但相对磁导率也有0.99990;纯铁为顺磁性物质，其相对磁导率会达到400以上。所以用铜裹住铁并不能阻断磁力，而且是远远不能。在某些特殊情况下，铜的抗磁性就会表现出来，如规格很小的烧结钕铁硼磁体D3*0.8电镀镍铜镍后,磁通量会降低7-8%（当然，这个损失还包括倒角和镍层屏蔽导致的磁损）。 直截了当地讲，磁场无处不在，是不能阻断的。只不过各种物质导磁性有所差异，如空气、材料、铜、铝、橡胶、塑料等相对磁导率近似为1，它们对磁不感兴趣；而铁磁性材料如铸铁、铸钢、硅钢片、铁氧体、坡莫合金等材料具有良好的导磁性

磁性材料：

磁性材料: 概述:磁性是物质的基本属性之一.磁性现象是与各种形式的电荷运动相关联的,由于物质内部的电子运动和自旋会产生一定大小的磁场,因而产生磁性.一切物质都具有磁性.自然界的按磁性的不同可以分为顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质,反铁磁性物质,以及亚铁磁性物质,其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质,通常将这两类物质统称为磁性材料. 磁性材料的分类,性能特点和用途: 1铁氧体磁性材料,一般是指氧化铁和其他金属氧化物的符合氧化物.他们大多具有亚铁磁性. 特点:电阻率远比金属高,约为1-10(12次方)欧/厘米,因此涡损和趋肤效应小,适于高频使用.饱和磁化强度低,不适合高磁密度场合使用.居里温度比较低. 2 铁磁性材料:指具有铁磁性的材料.例如铁镍钴及其合金, 某些稀土元素的合金.在居里温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度. 3 亚铁磁性材料:指具有亚铁磁性的材料,例如各种铁氧体,在奈尔温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度. 4 永磁材料:磁体被磁化厚去除外磁场仍具有较强的磁性,特点是矫顽力高和磁能积大.可分为三类,金属永磁,例,铝镍钴,稀土钴,铷铁硼等. 铁氧体永磁,例,钡铁氧体,锶铁氧体,其他永磁,如塑料等. 5软磁材料:容易磁化和退磁的材料.锰锌铁氧体软磁材料,其工作频率在1K-10M之间.镍锌铁氧体软磁材料,工作频率一般在1-300MHZ 金属软磁材料:同铁氧体相比具有高饱和磁感应强度和低的矫顽力,例如工程纯铁, 铁铝合金, 铁钴合金,铁镍合金等,常用于变压器等. 术语: 1 饱和磁感应强度:(饱和磁通密度)磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度.在实际应用中, 饱和磁感应强度往往是指某一指定磁场(基本上达到磁饱和时的磁场)下的磁感应强度. 2 剩磁感应强度:从磁性体的饱和状态,把磁场(包括自退磁场)单调的减小到0的磁感应强度. 3 磁通密度矫顽力, 他是从磁性体的饱和磁化状态,沿饱和磁滞回线单调改变磁场强度, 使磁感应强度B减小到0时的磁感应强度. 4内禀矫顽力:从磁性体的饱和磁化状态使磁化强度M减小到0的磁场强度. 5磁能积:在永磁体的退磁曲线上的任意点的磁感应强度和磁场强度的乘积. 6 起始磁导率:磁性体在磁中性状态下磁导率的极限值.

磁导率介绍

简介 中文名称：磁导率 英文名称：magnetic permeability 定义：磁介质中磁感应强度与磁场强度之比。分为绝对磁导率和相对磁导率，是表征磁 介质导磁性能的物理量。 磁导率μ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比，即μ=B/H 通常使用的是磁介质的相对磁导率μr，其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比，即μr=μ/μ0 相对磁导率μr与磁化率χ的关系是：μr=1+χ 磁导率μ，相对磁导率μr和磁化率xm都是描述磁介质磁性的物理量。 对于顺磁质μr>1；对于抗磁质μr<1，但两者的μr都与1相差无几。在大多数情况下,导体的相对磁导率等于1.在铁磁质中，B与H 的关系是非线性的磁滞回线，μr不是常量，与H有关，其数值远大于1。 例如，如果空气(非磁性材料)的磁导率是1，则铁氧体的磁导率为10，000，即当比较时，以通过磁性材料的磁通密度是10,000倍。 涉及磁导率的公式： 磁场的能量密度=B^2/2μ 在国际单位制（SI）中，相对磁导率μr是无量纲的纯数，磁导率μ的单位是亨利/米（H/m）。 常用的真空磁导率 常用参数 (1)初始磁导率μi：是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率 (2)最大磁导率μm：在基本磁化曲线初始段以后，随着H的增大，斜率μ=B/H逐渐增大，到某一磁场强度下(Hm)，磁密度达到最大值（Bm），即

（3）饱和磁导率μS：基本磁化曲线饱和段的磁导率，μs值一般很小，深度饱和时，μs=μo。 （4）差分（增量）磁导率μΔ∶μΔ=△B/△H。ΔB及△H是在（B1，H1）点所取的增量如图1和图2所示。 （5）微分磁导率，μd∶μd=dB /dH，在（B1，H1）点取微分，可得μd。 可知：μ1=B1/H1，μ△=△B /△H，μd=dB1/dH1，三者虽是在同一点上的磁导率，但在数值上是不相等的。 非磁性材料（如铝、木材、玻璃、自由空间）B与H之比为一个常数，用μ。来表示非磁性材料的的磁导率，即μ。=1（在CGS单位制中）或μ。=4πX10o－7（在RMKS单位制中）。 在众多的材料中，如果自由空间（真空）的μo=1，那△么比1略大的材料称为顺磁性材料（如白金、空气等）；比1略小的材料，称为反磁性材料（如银、铜、水等）。本章介绍的磁性元件μ1是大有用处的。只有在需要磁屏蔽时，才会用铜等反磁性材料做成屏蔽罩使磁元件的磁不会辐射到空间中去。 下面给出几个常用的参数式： （1）有效磁导率μro。在用电感L形成闭合磁路中（漏磁可以忽略），磁心的有效磁导率为： 式中L——绕组的自感量（mH）； W——绕组匝数； 磁心常数,是磁路长度Lm与磁心截面积Ae的比值（mm）． （2）饱和磁感应强度Bs。随着磁心中磁场强度H的增加，磁感应强度出现饱和时的B值，称为饱和磁感应强度B，。 （3）剩余磁感应强度Br。磁心从磁饱和状态去除磁场后，剩余的磁感应强度（或称残留磁通密度）。 （4）矫顽力Hco。磁心从饱和状态去除磁场后，继续反向磁化，直至磁感应强度减小到零，此时的磁场强度称为矫顽力（或保磁力）。

磁性元件知识介绍

磁性元件知识培训 刘德强

磁性元件说明 ?磁性元件通常由绕组和磁芯构成 ?主要包括电感器和变压器两大类。 ?在电路中的作用：储能、滤波、能量转换、电气隔离等 ?参数：电感量、电压、电流、温度、传输功率、频率、匝数比、漏感、损耗等。 ?应用领域：开关电源、LED驱动电源、光伏逆变器等.

第一章: 电感器介绍

电感器定义和特点 定义：电感器是一种将电能和磁能相互转化的元器件，将电能转化为磁能存储起来或将存储的磁能转化为电能释放出来. 特点： 1.它具有充放电特性和阻止交流电流通过，允许直流电流通过的能力。 2.电感阻碍电流的变化就是不让电流变化，当电流增加时电感阻碍电流的增加，当电流减小时电感阻碍电流的减小。电感阻碍电流变化过程并不消耗电能，阻碍电流增加时它将电能转化为磁能暂时储存起来，等到电流减小时再将磁能转化为电能释放出来，因此流过电感器的电流不能突变。 3.电感器的感抗与频率、电感量之间成正比。感抗计算公式：Z =ωL (ω=2πf, f为频率)。 L 电感器在电路中的符号（L) 不含磁芯或铁芯电感器含磁芯或铁芯电感器共模电感 电感器单位：亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (μH)、纳亨（nH). 感值换算关系： 1H=103mH，1mH=103μH, 1μH=103nH

电感器分类 电感器贴片式 按贴装方式分类： 插件式

电感值的表示方法： 1. 直标法：电感器的标称电感量用数字和文字符号直接标在电感体上。 2. 文字符号法：电感器的标称值用数字和文字符号按一定的规律组合标示在电感体上。4R7表示：4.7μH ，330表示330μH.

无磁、抗磁、弱磁材料的磁导率测量

磁导率测量仪JDZ-2型号的使用说明 一、使用步骤: a 调“ 0 ” b测量无磁不锈钢 c标定1.22基准模块 三、导磁率测量仪使用说明： 导磁率测量仪工作原理是利用磁通门原理来实现对抗磁材料导磁率的测量, 具有操作简单、工作稳定可靠等特点，用于测量抗磁性材料的导磁率。 1工作原理

线路经振荡、分频、后一方面经功放电路后给探头初级提供激磁电流，另一 方面经倍频、移相后为相敏检波器提供相检参考信号，探头输出信号经选频放 大后送入相敏检波器对测量信号进 行检波，经有源滤波后送入显示电路 AC 220V 50Hz ±10% ； ±2.5% ； 1.00~2.00 ; 10~40 °C ； < 10W; 0~40 摄氏度，探头500毫米内无强磁场; 2.8测量方法：紧贴材料，对表面形状没有要求 3校准与测试 3.1接上电源插头，将电源同交流220V 接通，打开电源 开关”（仪器背面） 使仪器预热30分钟。 3.2插上导磁率探头，测量前首先利用探头自带调零器调零，使仪器指示在正、 负零（误差允许±0.003 ）左右。 3.3测量前应对仪器进行校准，校准方法：探头调零后，将探头前端（磁钢部 分）垂直于校准标准样块中间部位，仪器指示值应为标准样块的给定值（误差 允许土 0.003 ），若仪器指示偏离该 值，可通过调节探头表面上的零位调节螺母调节到标准值。 3.4测量零件时，将探头端头垂直于被测物体，并轻轻接触被测物体表面，便 可对抗磁性材料进行导磁率测量。 3.5测量读数： 由于真空磁导率为1.00，测量读数应为 卩=1 +表头读数，如测量某材料导磁 率时仪器显示值为0.155，则材料导磁率为1.155。 3.6仪器超量程时显示“1或-1 ”。 4注意事项 4.1仪器所带测量探头属敏感器件，对铁磁物特别敏感，使用中或使用后应轻 拿轻放，不可敲打或撞击，不可用探头测量或接触铁磁物质，以免造成探头零 位漂移或测量灵敏度下降。 4.2机内线路精密，各电位器都与测量精度有关，出厂时经过严格校准，不要 随意打开机箱进行调节，一旦调节某个器件，仪器需经标准重新校准后方可使 用。 4.4为了保证仪器测量准确度，仪器使用一段时间后，可随时对仪器进行校准, 校准方法同 3.3 条。 4.5 仪器测量完毕后应及时套上探头防护盖，以防探头接触铁磁物。 4.6 不要把探头与铁磁物混放在一起。 注：该仪器测量的磁导率为相对磁导率。 2.1 工作电源 2.2 测量精度 2.3 测量范围 2.4 工作温度 2.5 消耗功率 2.7 测试环境 2技术指标

磁材基础知识简介

1.磁性材料简介 磁性材料是指由过渡金属元素铁、钴、镍及其合金等组成的能够直接或间接产生磁性的物质。 根据物质在外磁场中表现出的特性，物质的磁性可分为五类：顺磁性、抗磁性、铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性。我们把顺磁性和抗磁性物质称为弱磁性物质，把铁磁性和亚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材料和硬磁材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁材料，不容易去磁的物质叫硬磁材料，也称为永磁材料。软硬磁材料最明显的区别就是矫顽力，一般来讲软磁材料的矫顽力较小，硬磁材料的矫顽力较大。通常软磁材料的矫顽力小于80 A/m，而永磁材料的矫顽力则大于4000 A/m。磁性材料按使用又可分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。功能磁性材料主要有磁致伸缩材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁泡材料、磁光材料、旋磁材料以及磁性薄膜材料等。 磁性材料的磁化过程可通过磁滞回线来表示。图1和1’分别为软磁材料和永磁材料的磁滞回线。其中Bs表示饱和磁感应强度，Br表示剩磁，Hc表示矫顽力。图中可以看出，软磁材料和硬磁材料最明显的区别就在于，硬磁材料的矫顽力远大于软磁材料。 图1 磁性材料的磁滞回线 1：软磁材料的磁滞回线，1’：硬磁材料的磁滞回线；Hc、Hc’：矫顽力；Bs、Bs’：饱和磁感应强度；Br、Br’：剩磁。

1.1 磁性材料各性能参数 （1）饱和磁感应强度Bs：是指磁体被磁化至饱和状态时的磁感应强度，其大小取决于材料的成分，与其他外在条件无关。它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 （2）剩余磁感应强度Br：磁性材料经磁化至技术饱和，去掉外磁场后所保留的表面场Br, 称为剩余磁感应强度。简称剩磁，用Br表示，单位为特斯拉（T）或高斯（Gs），换算关系为1 T=10000 Gs。 （3）矫顽力Hc：磁性材料在饱和磁化后，当外磁场退回到零时其磁感应强度B 并不退到零，只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到零，该磁场称为矫顽磁场，又称矫顽力。矫顽力单位是奥斯特（Oe）或千安/米（kA/m），1 kA/m=12.56 Oe。矫顽力反应了磁性材料抵抗退磁的能力。 （4）居里温度Tc：也称磁性转变点，是指材料可以在铁磁和顺磁体之间改变的温度。当温度低于居里温度时物质表现为铁磁性，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里温度时物质表现为顺磁性。简单地说，居里温度就是材料失去磁性时的温度，即高于此温度时材料磁性消失。 1.2 软磁材料的主要技术指标 软磁材料是指能够迅速响应外磁场的变化，且能低损耗地获得高磁感应强度的材料，它既容易受外磁场磁化，又容易退磁。应用中，对软磁材料的主要技术指标有以下要求： （1）初始磁导率μi和最大磁导率μmax要高。磁导率是表征材料的磁性、导磁性及磁化难易程度的一个磁学量，是软磁材料的重要参数。初始磁导率是磁中性状态下磁导率的极限值，从使用要求看，主要是看起始磁导率μi。 （2）矫顽力Hc要小。软磁材料的基本性能要求是能快速地响应外磁场变化，这就要求材料具有低矫顽力值。通常软磁材料的矫顽力约为10-1~102 A/m。 （3）饱和磁感应强度Bs要高。饱和磁感应强度是软磁材料的重要磁性参量。通常要求软磁材料具有高的饱和磁感应强度Bs，这样不仅可以获得高的μi值，还可以节省资源，实现磁性器件的小型化。材料的Bs值一般不可能有较大变动。 （4）功率损耗P要低。软磁材料多用于交流磁场，因此动态磁化造成的次损耗不可忽视。动态磁化所造成的次损耗包括3个部分：涡流损耗，磁滞损耗和剩余

磁导率-初始磁导率汇总

磁导率初始磁导率 如果没有别的因素限制，那么磁导率肯定越高越好。磁导率高，意味着所需要的线圈圈数可以很少，变压器和电感器的体积可以很小。 但现实是：磁导率越高，磁感应强度越高，而磁芯材料所能工作的磁感应强度范围是有限的，所以有时候我们不得不设法减小有效磁导率，以避免磁芯饱和AC滤波器的选择就灵活了.流过电流通常不大,没那么多要求,磁导率可以在10-12K都OK. 相同的磁密, 储能密度与磁导率呈反比, 电感如果是储能用, 那么就选低u的. 如果是作磁放, 那得选高u矩磁. 变压器, 原则上磁导率用大些, 以利于减小励磁电流, 励磁电流分量并不能传递到次级, 因此要越小越好. 但是也不是盲目的大, 太大也不好, 如磁集成LLC便需要具有相当大的励磁电流. 要求磁导率适中 选用较高磁导率的铁氧体磁芯，磁感应强度就会越大，这样所要求的线圈匝数就会越小，变压器体积就会相对更小。 磁导率高了，同样的电感量可以用更小的磁芯；但是，更容易饱和。 所以，要计算 选择高μ值的铁氧体，绕制匝数可能会少点，但是得注意电感量以及饱和问题。如果对质量因素有要求的话，绕线匝数也不是越少越好。 μ高的材料在同样尺寸、同样匝数的情况下，肯定电感量大。电感量大在大电流的情况下，反向电压就高，磁通密度也就上升了，磁心就容易饱和了

软磁材料为什么磁导率越高，能量存储越小 E=VB2/2u E=uH2/2 容量总会有限，导磁率高，励磁功率就小，用来做变压器是很好的，但作电流泵（flyback）用就不太适合了。 几句话讲明白，电感的能量为什么绝大部分存在气隙中？ 电路磁路 电动势磁动势 电阻磁阻 电流磁通量 的砖不但引出来很多玉，最后还能引出相声段子。百家争鸣的确好，各抒己见，越辩越明。73楼greendot给出的式子很好，相当有说服力，为了更清楚明白的表示，我又更调理的写出来了，如下

不锈钢的磁导率

不锈钢能被磁铁吸引不 日常生活中我们接触较多的奥氏体型不锈钢(有人称之为镍不锈)与马氏型不锈钢(有人称之为不锈铁,但不科学,易误解,应回避)两大类。奥氏体型不锈钢由于在钢中加入较高的铬与镍(含铬在18%左右,Ni在4%以上),钢的内部组织呈现一种叫奥氏体的组织状态,这种组织就是没有导磁性的,不能被磁铁所吸引。 钢铁的奥氏体组织在770摄氏度以上失去铁磁性。不锈钢中加入大量的合金,使部分不锈钢的奥氏体相区扩大到室温。这种奥氏体不锈钢不具有铁磁性。除此之外的其它的铁素体不锈钢、马氏体不锈钢等等,都具有铁磁性。 能被吸起的就是不锈铁一般称作Cr13,不锈钢有1Cr18Ni9Ti与0Cr18Ni9Ti等。 人们常以磁铁吸附不锈钢材,验证其优劣真假。不吸无磁,认为就是好的,反之,则认为就是冒牌假货。其实,这就是一种不切实际的辨别方法。一般,经营不锈钢材料已有十余年的人都知道,依靠传统的就是否有磁性来判别不锈钢的方法,很有可能吃亏。 据她们介绍,不锈钢种类繁多,常温下按组织结构可分为奥氏体型与马氏体或铁素体型。奥氏体型就是无磁或弱磁性,马氏体或铁素体型就是有磁性。然而,也并不一定如此。如通常用作装修管板的奥氏体型的304材质,一般来讲就是无磁性的,但因冶炼造成化学成分波动或加工状态不同也可能出现磁性,这不能认为就是冒牌或不合格。另外304不锈钢经过冷加工,组织结构也会向马氏转化,冷加工变形度越大,马氏体转化越多,钢的磁性就越大。相反,质量次一点的200系列不锈钢,很有可能不带磁性,由此判定它就是货真价实的不锈钢,就大错特错了。由磁铁的特性决定的如果按原子电流解释就就是电流产生的磁场磁化别的物体磁化物体产生电场电场互相作用产生力的作用 物质大都就是由分子组成的,分子就是由原子组成的,原子又就是由原子核与电子组成的。在原子内部,电子不停地自转,并绕原子核旋转。电子的这两种运动都会产生磁性。但就是在大

磁性材料基本知识

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.

隔磁材料

如果你要设计自己的磁屏蔽系统，你会发现以下的信息是很有用的。 磁屏蔽目的：通常是保护电子线路免于受到诸如永磁体、变压器、电机、线圈、电缆等产生磁场的干扰，当然屏蔽强的磁干扰源使它免于干扰附近的元器件功能也是一个重要的应用目的。 磁屏蔽材料参数及材料划分：磁屏蔽体由磁性材料制成，衡量材料导磁能力的参数是磁导率，通常以数字来表示相对大小。真空磁导率为1，屏蔽材料的磁导率从200到350000；磁屏蔽材料的另一个重要参数是饱和磁化强度。磁屏蔽材料一般分为三类，即高导磁材料、中导磁材料和高饱和材料。 高饱和磁导率材料的磁导率在80000-350000之间，经热处理后其饱和场可达7500Gs；中磁导率材料通常和高导材料一起使用，其磁导率值从12500-150000，饱和场15500Gs；高饱和场的磁导率值为200-50000，饱和场可达18000-21000Gs。 以下是一些常用量的定义： Gs：磁通密度的单位，相当于每平方厘米面积上有一条磁力线通过。 磁通量：由磁场产生的所有磁力线的总和。 饱和磁场：即材料磁感应强度渐趋于一恒定值时对应的磁场。 B：屏蔽体中的磁通密度，单位Gs。 d：屏蔽体直径（注：当屏蔽体为矩形时指最长边的尺寸）。 Ho：外场强度，单位Oe。 μ：材料磁导率。 A：衰减量（相对值）。 t：屏蔽体厚度。 磁场强度：屏蔽体中磁场强度估算用下面公式： B=2.5dHo/2t（Gs） 如用厚度为0.060″的材料制成直径为1.5″的屏蔽体，在80Gs的磁场中其内部磁场为2500Gs。 屏蔽体厚度：用以下公式估算： t=Ad/μ（英寸）

如用磁导率为80000的材料制成直径为1.5″的屏蔽体，当要求实现1000/1的衰减量时，屏蔽体的厚度为 t=1000×1.5/80000=0.019″ 厚度设计还应综合考虑性价比的因素，一般屏蔽材料的磁导率应不低于80000，否则就要增加厚度以达到同样的屏蔽效果，则会导致费用的增加。 当场强很强时，厚度的选取应使材料工作于磁导率最大的场强下。如当材料的磁导率在场强为2300-2500Gs时磁导率最大，则所需厚度为 t=1.25dHo/B（英寸） 如直径1.5″，长度6″的屏蔽体置于80Gs的磁场中，所需的厚度是0.060″。 磁场衰减率：用下式估算： A=μt/d 用此式对上面的数据计算可得到，当材料磁导率为350000时，其衰减率为14000。 磁通密度：被屏蔽空间内磁通密度为 B=Ho/A（Gs） 同样利用以上数据，则被屏蔽空间的磁场为0.0057Gs。 更多的设计要点： *开始设计前要正确估算干扰场的大小和频率，其次，正确评价能承受的干扰场的大小。 *用以屏蔽很强的磁场时，可采用多层屏蔽的结构。如果可能，两层屏蔽体间保留1/2″的间隙。 *在屏蔽如真空泵产生的强磁场时，要采用多层屏蔽结构。其中内层用低磁导率材料，中间层用中磁导率材料，外层用高磁导率材料。 *用单层结构屏蔽如CRTs等及其敏感的设备时，应在离设备5″处形成一个完整的屏蔽体；当型号很大时，只需对关键部分如磁轭等部位进行屏蔽即可。 *对于极低场的要求，通常采用3层屏蔽的方式，其中外层屏蔽用高磁导率材料，在内外屏蔽层间是Cu层。在Cu层上通以强的交流电流可对内屏蔽层消磁，同时Cu层还可以屏蔽静磁场的干扰。