磁芯材料分析
2024年铁氧体软磁(磁芯)市场规模分析

2024年铁氧体软磁(磁芯)市场规模分析引言铁氧体是一种重要的软磁材料,广泛用于电子和电器行业中的各种磁性器件中,如磁芯。
磁芯作为电子产品的核心部件之一,对产品的性能和质量具有重要影响。
本文旨在对铁氧体软磁(磁芯)市场规模进行分析,为相关产业提供参考。
市场概述在现代电子和电器产业中,铁氧体软磁材料是一种非常重要的功能性材料。
它具有优良的磁导率、饱和磁化强度和抗腐蚀性能,被广泛应用于电感器、变压器、电源、传感器等各种电子器件中。
随着电子产品的不断升级换代和需求的增加,铁氧体软磁材料市场也呈现出良好的发展势头。
市场规模分析铁氧体软磁(磁芯)市场规模可以从多个维度进行分析,如地区、产品类型和应用领域等。
地区分析全球范围内,铁氧体软磁材料市场主要集中在亚太地区、欧洲和北美地区。
亚太地区是全球最大的铁氧体软磁应用市场,其市场份额占据全球的70%以上。
中国、韩国和日本是亚太地区主要的铁氧体软磁制造及应用国家。
欧洲和北美地区的市场规模相对较小,但在高端市场和技术创新方面具有一定的竞争优势。
产品类型分析铁氧体软磁材料市场可以根据不同的产品类型进行细分,主要包括磁芯、电感器和传感器等。
其中,磁芯是市场上最主要的产品类型,占据了铁氧体软磁材料市场的主要份额。
磁芯被广泛应用于电源、变压器和电感器等电子设备中,对于提高电路的性能和稳定性起着至关重要的作用。
应用领域分析铁氧体软磁材料广泛应用于各个电子领域,包括通信、汽车、工业控制、医疗设备等。
其中,通信领域是铁氧体软磁材料的主要应用领域之一。
随着5G通信技术的发展和智能手机的普及,对于高频、高性能磁芯的需求不断增加。
此外,汽车电子领域也是铁氧体软磁材料的重要市场,随着车载电子设备和智能驾驶技术的发展,对于高效能磁芯的需求也在不断增长。
市场前景展望随着电子和电器产业的快速发展,铁氧体软磁材料市场具有良好的前景。
新技术的不断涌现和需求的不断增加将持续推动市场的发展。
未来,市场竞争将更加激烈,创新能力和产品质量将成为企业竞争的关键。
er7.5磁芯参数

er7.5磁芯参数1.引言1.1 概述在磁芯设计中,磁芯参数是指影响磁芯性能和使用效果的一系列特性和指标。
磁芯是电子元器件中的重要组成部分,广泛应用于电力电子、通信、计算机和其他电子设备中。
磁芯参数包括但不限于:磁导率、矫顽力、磁饱和强度、磁滞损耗、剩磁、铁损、饱和磁感应强度等。
这些参数直接影响着磁芯在电磁场中的响应和性能表现。
磁导率是磁芯的重要参数之一,它决定了磁芯在外加磁场下的响应能力。
较高的磁导率意味着磁芯对磁场的传感和储能能力更强,因此在一些特定应用场景中需要选用具有高磁导率的磁芯材料。
矫顽力是磁芯材料能抵抗磁场的能力,也是磁芯选材时需要考虑的重要参数。
较高的矫顽力意味着磁芯具有较高的耐久性和稳定性,能够更好地抵抗外界变化和磁场干扰。
磁饱和强度是指磁芯在磁场作用下达到饱和状态时的磁感应强度。
较高的磁饱和强度可以提高磁芯的输出功率和能量传输效率,因此在一些功率电子和变压器等领域中需要使用具有高磁饱和强度的磁芯材料。
磁滞损耗是指磁芯在周期性磁场作用下,由于磁畴的磁化和磁化反转而产生的能量损耗。
较低的磁滞损耗可以提高磁芯的工作效率和功率密度,因此在一些高频应用中需要选择具有低磁滞损耗的磁芯材料。
剩磁是指磁芯在磁场消失后仍然保留的磁感应强度。
较低的剩磁可以减小磁芯的磁场记忆效应和磁场干扰,提高磁芯的可靠性和稳定性。
铁损是指磁芯在交变磁场下产生的能量损耗,主要包括涡流损耗和磁滞损耗。
较低的铁损可以改善磁芯的热特性和损耗特性,提高磁芯的工作效率和可靠性。
饱和磁感应强度是指磁芯在磁场作用下达到饱和状态时的磁感应强度。
较高的饱和磁感应强度可以提高磁芯的磁场响应速度和储能能力,因此在一些快速响应和高能量传输要求的应用中需要选择具有高饱和磁感应强度的磁芯材料。
综上所述,磁芯参数对于磁芯的设计和应用具有重要意义。
合理选择和优化磁芯参数,可以提高磁芯的工作效率、可靠性和性能表现,促进电子设备的发展和应用。
未来,随着技术的不断发展和应用的深入,磁芯参数的研究和优化将会越来越受到重视,为电子领域的创新和进步提供有力支撑。
2024年非晶纳米晶磁芯市场前景分析

2024年非晶纳米晶磁芯市场前景分析引言在当今科技迅猛发展的时代,磁性材料在各个领域中扮演着重要角色。
非晶纳米晶磁芯作为一种新兴的磁性材料,在电力电子、新能源、传感器等应用中具有广阔的市场前景。
本文将对非晶纳米晶磁芯市场前景进行分析,探讨其在不同领域的应用潜力。
非晶纳米晶磁芯概述非晶纳米晶磁芯是一种结合了非晶态和纳米晶态特性的新型磁性材料。
由于其高饱和磁感应强度、低磁损耗以及优良的磁导率等特点,非晶纳米晶磁芯在电力电子领域中有着广泛的应用前景。
电力电子领域在电力电子领域中,非晶纳米晶磁芯主要应用于变压器、电感器等电力设备中。
其高饱和磁感应强度和低磁损耗的特点使得非晶纳米晶磁芯在高频电力转换装置中具有明显的优势。
非晶纳米晶磁芯可以显著提高装置的效率,减少能量损耗,同时也可以实现更小型化、轻量化的设计。
因此,在电力电子领域中,非晶纳米晶磁芯有着广阔的市场前景。
新能源领域新能源是未来发展的方向,而非晶纳米晶磁芯在新能源领域中有着巨大的应用潜力。
以风力发电为例,非晶纳米晶磁芯可以应用于风力发电机组的发电设备中,提高风力发电机组的转速、效率和可靠性。
非晶纳米晶磁芯的低磁损耗和优良的磁导率可以显著提高风力发电系统的发电效率,并降低由于能量转换过程中产生的热量损耗。
此外,在太阳能发电系统中,非晶纳米晶磁芯也可以应用于逆变器、控制器等设备中,提高太阳能发电的效率和可靠性。
因此,非晶纳米晶磁芯在新能源领域中有着广阔的应用前景。
传感器领域非晶纳米晶磁芯还可以应用于传感器领域。
传感器是现代化社会中不可或缺的组成部分,广泛应用于工业控制、汽车电子、医疗器械等领域。
非晶纳米晶磁芯在传感器领域中可以应用于电流传感器、磁场传感器等设备中,提高传感器的性能指标。
非晶纳米晶磁芯的高饱和磁感应强度和低磁损耗可以提高传感器的灵敏度和响应速度,同时也可以减小传感器体积,实现更小型化的设计。
因此,在传感器领域中,非晶纳米晶磁芯具有广阔的市场前景。
2023年纳米晶磁芯行业市场分析现状

2023年纳米晶磁芯行业市场分析现状纳米晶磁芯是一种新型的软磁材料,具有高饱和感应强度、低能量损耗、快速响应等优点,因此在电力变压器、电感器、高频电源、电能质量调节器等领域具有广泛应用前景。
目前,纳米晶磁芯行业市场正处于快速发展阶段,以下是对该行业市场现状的分析:一、市场规模不断扩大:纳米晶磁芯作为一种新型磁芯材料,具有很高的市场潜力。
目前,纳米晶磁芯的市场规模正在不断扩大,主要得益于电力变压器领域对高效节能产品的需求增加和对电力供应可靠性的要求提高。
二、市场竞争激烈:随着市场的发展,越来越多的企业进入纳米晶磁芯行业,市场竞争激烈。
目前,国内外磁芯制造商都在研发和生产纳米晶磁芯,企业之间在技术水平、产品质量、价格等方面进行竞争,市场份额分布相对分散。
三、技术水平提高:纳米晶磁芯行业市场的发展离不开技术进步。
近年来,纳米晶磁芯技术水平得到了快速提高,主要表现在材料制备、磁芯工艺、磁特性控制等方面。
新技术的应用不断推动纳米晶磁芯市场的发展,提高了产品的性能和稳定性。
四、应用领域逐步扩大:纳米晶磁芯在电力变压器以外的领域也有广泛应用的前景。
随着智能电网建设的推进和新能源发电技术的发展,纳米晶磁芯在电感器、高频电源、电能质量调节器等领域的应用前景日益广阔。
这些新的应用领域将进一步推动纳米晶磁芯市场的发展。
五、政策支持力度加大:政府对纳米晶磁芯行业的重视和支持力度不断加大。
纳米晶磁芯作为一种能源节约、绿色环保的新材料,符合国家产业政策的导向。
政府出台的一系列政策措施,包括资金支持、税收优惠、研发补贴等,为行业的发展提供了有力的政策支持。
综上所述,纳米晶磁芯行业市场目前正在快速发展,市场规模不断扩大,竞争激烈。
随着技术水平的提高和应用领域的逐步扩大,纳米晶磁芯行业市场的前景广阔。
同时,政府对该行业的支持力度也在不断加大,有助于促进市场的发展。
未来,纳米晶磁芯行业将会迎来更多的机会和挑战,企业需要加强技术创新和市场拓展,提升自身竞争力,抢占先机。
各种合金金属磁芯非晶微晶磁芯介绍

各种合金金属磁芯、非晶、微晶磁芯介绍一、性能特点:坡莫合金金属磁芯:各类坡莫合金材料有着各自不同的,较硅钢材料与铁氧体优异的典型磁性能,有着较高的温度稳定性和时效稳定性.高初始磁导率类坡莫合金材料(IJ79,IJ85,IJ86)铁芯常制作电流互感器,小信号变压器;高矩形度类坡莫合金材料(IJ51)铁芯常制作磁放大器,双级性脉冲变压器;低剩磁类坡莫合金材料(IJ67h)铁芯常制作中小功率单极性脉冲变压器.二、非晶磁芯:⑴铁基非晶铁芯:在几乎所有的非晶合金铁芯中具有最高的饱和磁感应强度(1.45~1.56T),同时具有高导磁率,低矫顽力,低损耗,低激磁电流和良好的温度稳定性和时效稳定性.主要用于替代硅钢片,作为各种形式,不同功率的工频配电变压器,中频变压器,工作频率从50Hz到10KHz;作为大功率开关电源电抗器铁芯,使用频率可达50KHz.⑵铁镍基非晶铁芯:中等偏低的饱和磁感应强度(0.75T),高导磁率,低矫顽力,耐磨耐蚀,稳定性好.常用于取代坡莫合金铁芯作为漏电开关中的零序电流互感器铁芯.⑶钴基非晶铁芯:在所有的非晶合金铁芯中具有最高的磁导率,同时具有中等偏低的饱和磁感应强度(0.65T),低矫顽力,低损耗,优异的耐磨性和耐蚀性,良好的温度稳定性和时效稳定性,耐冲击振动.主要用于取代坡莫合金铁芯和铁氧体铁芯制作高频变压器,滤波电感,磁放大器,脉冲变压器,脉冲压缩器等应用在高端领域(军用)三、微晶磁芯:较高的饱和磁感应强度(1.1~1.2T),高导磁率,低矫顽力,低损耗及良的稳定性,耐磨性,耐蚀性,同时具有较低的价格,在所有的金属软磁材料芯中具有最佳的性价比,用于制作微晶铁芯的材料被誉为"绿色材料".泛应用于取代硅钢,坡莫合金及铁氧体,作为各种形式的高频(20KHz100KHz)开关电源中的大中小功率的主变压器,控制变压器,波电感,储能电感,电抗器,磁放大器和饱和电抗器铁芯,EMC滤波器共电感和差模电感铁芯,IDSN微型隔离变压器铁芯;也广泛应用于各种类同精度的互感器铁芯.环型规格范围:磁芯最大外径:750mm磁芯最小内径:6mm磁芯最小片宽:5mm磁芯最大片宽:40mm (可叠加得到更宽)其他规格可以根据客户需求订做四、参考说明:坡莫合金金属磁芯,非晶,微晶磁芯电磁性能状态:横磁热处理,低Br,有一定的恒导特性,适用于小功率单极性脉冲变压器,单端开关电源变压器,滤波电感,电抗器;常规热处理,低Pc,极低的激磁电流;适用于中频变压器;纵磁热处理,高Br,适用于配电变压器,中频变压器,双端开关电源变压器,大功率双极性脉冲变压器,饱和电抗器及脉冲压缩器. 摘要:结合应用实例,重点介绍了在不同应用场合选用非晶与超微晶材料的种类及其特点,并与其它磁性材料作了对比。
ee70b磁芯参数 -回复

ee70b磁芯参数-回复磁芯参数是指用来描述磁芯材料特性的一组参数,它们对于磁芯的选型和应用非常重要。
在本文中,我们将一步一步回答关于磁芯参数的问题,探讨其作用和影响。
第一步:磁导率磁导率是磁芯参数中最重要的一个指标。
它描述了磁芯在给定磁场强度下的磁化程度。
磁导率通常表示为μ,单位是亨利/米(H/m)。
磁导率越高,磁场对磁芯的磁化能力越强。
这意味着更好的磁芯效率和更高的磁场强度。
磁导率还决定了磁芯的感应电流和传导电流之间的关系,对提高设备效率和减少能量损耗起到重要作用。
第二步:饱和磁场强度(Bs)饱和磁场强度是磁芯材料能够承受的最大磁场强度。
当磁场强度超过饱和磁场强度时,磁芯会饱和并丧失其磁化能力。
饱和磁场强度通常表示为Bmax,单位是特斯拉(T)。
选择合适的磁芯材料,使其饱和磁场强度高于实际使用中的磁场强度,可以确保磁芯在任何工作条件下都能正常运行。
第三步:矫顽力(Hc)矫顽力是磁芯被去磁化所需的磁场强度。
它反映了磁芯自身释放磁场的能力。
矫顽力通常表示为Hc,单位是安培/米(A/m)。
矫顽力高的磁芯可以更快地清除磁场,从而提高设备的响应速度。
此外,矫顽力还与磁芯的稳定性和可靠性相关,因为高矫顽力意味着磁芯对外界磁场的干扰较小。
第四步:温度特性磁芯材料的温度特性对于一些特殊应用非常重要。
温度特性描述了磁芯性能随温度变化的情况。
通常,温度特性由磁导率和饱和磁场强度的温度系数来表示。
这些系数表明了磁芯材料在不同温度下的磁性变化。
根据具体应用的要求,选择温度系数尽可能小的磁芯材料可以确保在宽温度范围内获得稳定的性能。
第五步:磁芯形状与尺寸磁芯的形状和尺寸对其性能和应用有着直接的影响。
磁芯的形状可以是环形、直柱形、E型、U型等。
不同的形状适用于不同的应用场景,能够提供不同的磁场分布和磁化特性。
此外,磁芯的尺寸也会影响其磁化能力、磁导率和传导电流能力。
根据具体的设计需求,选择合适形状和尺寸的磁芯可以实现更好的性能和效果。
er2518磁芯参数

er2518磁芯参数磁芯是电子设备中常见的元器件,用于储存和传输磁能。
其中,er2518磁芯作为一种常见的磁芯材料,具有一系列特殊的参数和性能,本文将对其进行介绍和分析。
我们来看一下er2518磁芯的材料特性。
er2518磁芯是一种铁氧体材料,具有优异的磁性能和热稳定性。
它能够在较高的温度下保持较高的磁感应强度,具有较低的矫顽力和磁导率,适用于高频和高功率应用。
我们来了解一下er2518磁芯的外观特征。
er2518磁芯呈现出规则的长方形形状,尺寸为25mm×18mm×8mm。
它的表面光滑平整,颜色通常为黑色或深灰色。
接下来,我们来讨论一下er2518磁芯的电性能参数。
首先是磁感应强度,也称为磁感应强度,它表示在单位面积上通过的磁通量。
对于er2518磁芯而言,其磁感应强度通常在4000高斯以上。
另一个重要的参数是矫顽力,它表示磁芯磁化或去磁化所需的磁场强度。
对于er2518磁芯而言,其矫顽力通常在2000安培/米以下。
er2518磁芯还具有磁导率这一重要参数。
磁导率表示磁场与磁感应强度之间的关系,越高代表磁芯能够更好地传导磁场。
er2518磁芯的磁导率通常在2000以上。
除了以上几个重要的参数外,er2518磁芯还具有一些其他的特性。
比如磁芯的饱和磁场强度,它表示磁芯在饱和状态下所能承受的磁场强度。
对于er2518磁芯而言,其饱和磁场强度通常在5000安培/米以上。
er2518磁芯还具有一定的热稳定性。
它能够在较高的温度下保持较好的磁性能,不易失磁或退磁。
这使得er2518磁芯适用于一些高温环境下的应用。
总结起来,er2518磁芯具有优异的磁性能和热稳定性。
它的磁感应强度高、矫顽力低、磁导率高,适用于高频和高功率应用。
同时,它还具有较高的饱和磁场强度和热稳定性,能够适应一些苛刻的工作环境。
需要注意的是,er2518磁芯的具体参数可能会因制造商和批次的不同而有所差异,所以在具体应用中需要根据实际情况进行选择和使用。
软磁材料高频磁化特性和损耗特性分析

图14种软磁材料的相对磁导率软磁材料高频磁化特性和损耗特性分析李盈(新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学),北京102206)摘要:磁芯材料的工作磁通密度和损耗是决定高频变压器的体积和效率的关键。
现测量分析了4种典型的软磁材料———硅钢、铁氧体、非晶和纳米晶在宽频范围内的磁化特性和损耗特性,为变压器磁芯材料的选型提供了依据。
结果表明,纳米晶的饱和磁感应强度仅次于硅钢,高于非晶和铁氧体。
纳米晶的磁导率远大于其他材料,而且宽频特性更加平稳,高频下损耗远小于其他材料。
关键词:高频变压器;磁芯;软磁材料;磁化特性;损耗特性0引言高频变压器广泛应用于高频开关电源、高频逆变电源及大功率DC -DC 变换器等场合[1-4]。
提高高频变压器的工作频率可以提高能量密度、减小体积,有助于电源和变换器设备的集成化设计。
然而随着工作频率的升高,变压器的铁芯损耗和温升也随之增加[5-8]。
因此,需要根据高频变压器铁芯材料的磁化特性和损耗特性,选择合适的工作频点。
目前,用于高频变压器磁芯的典型材料有硅钢、铁氧体、非晶、纳米晶,这4种典型磁芯材料的磁化特性、饱和磁密、矫顽力、磁导率、电阻率、磁滞伸缩系数、居里温度和叠片厚度等性能在很大程度上决定了高频变压器的工作品质[9-10]。
本文依托华北电力大学国家重点实验室的软磁材料测试平台,通过实验测量获得了硅钢、铁氧体、非晶、纳米晶4种软磁材料在1~20kHz 频率范围内、不同磁感应强度下的磁化特性与损耗特性。
在此基础上,提出了供能系统高频变压器选材和工作频点的设计建议。
1软磁材料的磁化特性软磁材料的饱和磁感应强度表达了该材料中最大能够导通的磁通密度。
材料具有高饱和磁感可以减小软磁材料用量,有利于降低磁性器件的铁损,并节约其他材料,如线圈铜导线等,减小设备体积。
磁导率是反映磁性材料激磁能力的重要指标。
软磁材料的磁导率一般会随着频率发生变化,为了保证高频设备工作在最佳频点,对4种软磁材料的磁导率随着频率变化情况进行了测量。
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磁性材料一. 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:(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。
铁粉芯初始磁导率随直流磁场强度的变化铁粉芯初始磁导率随频率的变化(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 的初始磁导率可达十万105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。