软磁材料
什么是软磁材料
什么是软磁材料软磁材料是一类具有良好磁性能和磁导率的材料，广泛应用于电力电子、通信、医疗设备等领域。
软磁材料具有低磁滞、低铁损、高饱和磁感应强度和高导磁率等特点，能够有效地转换和传输电能和磁能，是电磁器件中不可或缺的重要材料。
软磁材料主要分为铁素体材料和非晶合金材料两大类。
铁素体材料包括硅钢、镍铁合金等，具有良好的导磁性能和机械性能，广泛应用于变压器、电感器、电机等领域。
非晶合金材料是一种由非晶态微晶相组成的非晶态材料，具有极高的导磁率和低磁滞，适用于高频变压器、传感器等领域。
软磁材料的磁性能取决于其晶粒结构、化学成分和热处理工艺等因素。
通过合理设计材料配方和优化工艺参数，可以获得具有良好磁性能的软磁材料。
目前，随着材料科学和工艺技术的不断发展，新型软磁材料如非晶合金、纳米晶合金等材料不断涌现，为提高电磁器件的性能和降低能耗提供了新的可能。
软磁材料在电力电子领域具有重要应用，如变压器、电感器、电机等设备中都需要大量的软磁材料。
在变压器中，软磁材料能够有效地传输和转换电能，提高能效和稳定性；在电机中，软磁材料能够产生良好的磁场，提高电机的输出功率和效率；在电感器中，软磁材料能够减小磁滞损耗，提高传感器的灵敏度和稳定性。
除了电力电子领域，软磁材料还在通信、医疗设备等领域有重要应用。
在通信设备中，软磁材料用于制造高频变压器、滤波器等元器件，提高设备的传输速率和稳定性；在医疗设备中，软磁材料用于制造医疗磁共振设备、医疗电子器件等，提高设备的成像质量和稳定性。
总之，软磁材料是一类具有重要应用前景的材料，在电力电子、通信、医疗设备等领域发挥着重要作用。
随着材料科学和工艺技术的不断发展，相信软磁材料将会在更多领域展现其重要价值，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
常见软磁材料
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me及电感的计算公式为： me = 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mi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(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。
软磁材料分类
软磁材料分类以软磁材料分类为标题，写一篇文章:软磁材料是指在外加磁场下具有高磁导率和低磁滞损耗的材料，主要应用于电子设备、通信设备、电力设备等领域。
根据其物理性质和化学组成的不同，软磁材料可以分为多种类型。
本文将以此为主题，介绍几种常见的软磁材料分类。
一、铁氧体材料铁氧体材料是一类非常重要的软磁材料，其主要成分为氧化铁和一些稀土元素。
铁氧体材料具有高磁导率、低磁滞损耗和较高的饱和磁感应强度，适用于高频应用。
常见的铁氧体材料有镍锌铁氧体（NiZn）、锌铁氧体（ZnFe）、锰锌铁氧体（MnZn）等。
二、铁基合金材料铁基合金材料是指以铁为主要成分，同时添加一定的合金元素来调节其磁性能的软磁材料。
常见的铁基合金材料有铁铝合金、铁硅铝合金、铁镍合金等。
铁基合金材料具有高磁导率、低磁滞损耗和良好的饱和磁感应强度，适用于高频应用和高温环境下的使用。
三、非晶态合金材料非晶态合金材料是一类由金属元素组成的非晶态结构的软磁材料。
它们具有高磁导率、低磁滞损耗和较高的饱和磁感应强度，适用于高频应用和大功率变压器。
非晶态合金材料具有优异的软磁性能，是目前软磁材料研究的热点之一。
四、纳米晶材料纳米晶材料是指在纳米尺度下制备的具有高磁导率和低磁滞损耗的软磁材料。
纳米晶材料具有优异的磁性能和高温稳定性，适用于高频应用和大功率电子设备。
纳米晶材料的制备技术和表征方法是当前研究的热点之一。
五、复合材料复合材料是指由两种或两种以上的材料组成的软磁材料。
常见的复合材料包括软磁粉末和有机粘结剂的复合材料、软磁粉末和金属基底的复合材料等。
复合材料具有高磁导率、低磁滞损耗和较高的饱和磁感应强度，适用于高频应用和大功率电子设备。
总结一下，软磁材料根据其物理性质和化学组成的不同可以分为多种类型，包括铁氧体材料、铁基合金材料、非晶态合金材料、纳米晶材料和复合材料等。
这些材料都具有高磁导率、低磁滞损耗和良好的饱和磁感应强度，适用于不同领域的应用。
随着科技的不断发展，软磁材料的分类和应用也将不断拓展，为电子设备和通信设备等领域的发展提供更多的选择和可能性。
软磁材料
需求量最大及对性能改进要求最为迫切的材料是高频低功率损耗铁氧体材料和高磁导率铁氧体材料。高频低 功率损耗铁氧体材料主要用于各种高频小型化的开关电源及显示器、变压器等。高磁导率铁氧体材料则主要用于 宽带变压器、脉冲变压器用抗电磁波干扰器件等。
新软磁体
软磁铁氧体
软磁铁氧体的特点是：饱和磁通密度低，磁导率低，居里温度低，中高频损耗低，成本低。前三个低是它的 缺点，限制了它的使用范围，现在(21世纪初)正在努力改进。后两个低是它的优点，有利于进入高频市场，现在 (21世纪初)正在努力扩展。
以100kHz，0.2T和100℃下的损耗为例，TDK公司的PC40为410mW/cm3，PC44为300mW/cm3，PC47为 250mW/cm3。TOKIN公司的BH1为250mW/cm3，损耗不断在下降。国内金宁生产的JP4E也达到300mW/cm3。
磁导率是软磁铁氧体的弱项。现在(21世纪初)国内生产的产品一般为左右。国外TDK公司的H5C5，Philips 公司的3E9，分别达到和。
采用SHS法合成MnZn铁氧体材料的研究，值得注意。用这种方法的试验结果表明，可以大大降低铁氧体的制 造能耗和成本。国内已有试验成功的报导。
研究进展
近年来，出现了采用电驱动装置和电子控制装置实现产品的驱动、自动控制和多功能化的趋势，关键的核心 材料之一就是软磁材料。软磁材料在各种器件中起到能量耦合传递及转换的作用。在能源日趋紧缺和环境问题日 趋严重的今天，降低软磁材料的损耗提高磁芯效率，在节约能源及控制环境污染等方面具有重大意义。
《软磁材料》课件
2
物理气相沉积法的优点是制备的软磁材料具有高 纯度、高致密性和高附着力。
3
物理气相沉积法的缺点是工艺复杂、成本高，且 制备的软磁材料厚度和成分受反应条件影响较大 。
04 软磁材料的性能优化
合金元素对软磁性能的影响
钴元素
提高材料的硬度和 耐腐蚀性，有助于 提高磁滞损失。
硅元素
有助于提高材料的 磁导率和降低矫顽 力。
全球软磁材料市场主要由几家大型企业主导， 如TDK、FERROXCUBE、 VACUUMSCHMELZE等。
这些企业通过技术创新和规模效应，占据了较 大的市场份额。
中国企业在全球软磁材料市场中的地位逐渐提 升，但与国际领先企业相比仍有一定的差距。
未来发展趋势与技术前沿
01
未来几年，随着新能源汽车、 风电、智能电网等领域的快速 发展，对高性能软磁材料的需 求将不断增加。
软磁材料的分类
1 2 3
金属软磁材料
如纯铁、低碳钢、硅钢等，具有较高的磁导率和 较低的矫顽力，广泛应用于电力工业和电子工业 。
铁氧体软磁材料
一种非金属磁性材料，由铁、锰、锌等元素氧化 物组成，具有较高的磁导率和较低的损耗，常用 于高频变压器和电感器。
软磁复合材料
由两种或多种材料组成，如铁芯和绕组组成的变 压器和电机，具有优异的磁性能和机械性能，广 泛应用于电力和电子设备。
《软磁材料》课件
目 录
• 软磁材料概述 • 软磁材料的物理性质 • 软磁材料的制备工艺 • 软磁材料的性能优化 • 软磁材料的市场与发展趋势
01 软磁材料概述
定义与特性
软磁材料定义
软磁材料是一种具有低矫顽力和高磁 导率的磁性材料，易于磁化，也易于 退磁。
什么是软磁材料
什么是软磁材料软磁材料是一类具有优良磁性能的材料，通常用于制造电感器、变压器、电动机、传感器等电子器件。
软磁材料具有高磁导率、低磁滞、低铁损等特点，能够有效地转换电能和磁能，因此在现代电子工业中具有重要的应用价值。
软磁材料主要分为铁素体材料和非晶态材料两大类。
铁素体材料包括普通硅钢、高硅钢、镍铁合金等，而非晶态材料则包括非晶合金和非晶软磁体。
这些材料在不同的磁场、频率和温度下具有不同的磁性能，可以满足各种电子器件对软磁材料的要求。
软磁材料的磁性能主要包括饱和磁感应强度、矫顽力、磁导率和铁损等指标。
饱和磁感应强度是材料在饱和磁场下的最大磁感应强度，矫顽力是材料在去磁场下完全去磁所需的磁场强度，磁导率是材料对磁场的导磁能力，铁损则是材料在交变磁场下因磁滞和涡流损耗而产生的能量损失。
这些指标直接影响着软磁材料在电子器件中的性能表现。
在实际应用中，软磁材料的选择需要根据具体的工作条件和要求来进行。
例如，对于高频变压器和电感器，需要选择具有高磁导率和低铁损的软磁材料；而对于大功率电机和变压器，则需要选择具有高饱和磁感应强度和低矫顽力的软磁材料。
因此，针对不同的应用场景，需要综合考虑软磁材料的各项磁性能指标，以找到最适合的材料。
随着电子工业的不断发展，对软磁材料的要求也在不断提高。
未来，软磁材料将面临更高的磁导率、更低的铁损、更宽的工作温度范围等挑战。
因此，需要不断开展新材料的研发和改进，以满足电子器件对软磁材料的更高要求。
总的来说，软磁材料是电子器件中不可或缺的重要材料，具有独特的磁性能和广泛的应用前景。
通过对软磁材料的研究和应用，可以不断提高电子器件的性能和效率，推动电子工业的发展。
希望未来能够有更多的新材料问世，为电子工业注入新的活力。
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软磁材料软磁材料基本知识⼀、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⼗九世纪末。
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。
到⼆⼗世纪初，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。
到⼆⼗年代，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。
从四⼗年代到六⼗年代，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。
进⼊七⼗年代，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). 合⾦类：硅钢⽚、坡莫合⾦、⾮晶及纳⽶晶合⾦2). 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）3). 铁氧体类：算是特殊的粉芯类，包括：锰锌系、镍锌系常⽤软磁材料的分类及其特性(Soft Magnetic Materials)⼆、软磁材料的分类介绍(⼀). 合⾦类1.硅钢硅钢是⼀种合⾦，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20000 ⾼斯；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。
软磁材料有哪些
软磁材料有哪些
软磁材料是一类具有高磁导率和低矫顽力的材料，能够在高频磁场下表现出较低的完整电导率和磁导率，并且在磁场消失后能快速恢复为初始状态的材料。
软磁材料广泛应用于变压器、感应器、电抗器、电感器以及电子设备等领域。
下面介绍一些常见的软磁材料。
1. 硅钢片：硅钢片是一种由硅铁合金制成的软磁材料，具有低矫顽力和高磁导率的特点。
硅钢片可以分为冷轧硅钢片和热轧硅钢片两种类型。
冷轧硅钢片广泛用于电力装置和电子设备中，而热轧硅钢片主要用于普通磁性材料和电机核心。
2. 锰锌铁氧体：锰锌铁氧体是一种由锰锌铁氧体粉末制成的软磁材料，具有高磁导率和低损耗的特点。
锰锌铁氧体广泛应用于高频变压器、感应器和滤波器等电子设备中。
3. 镍铁合金：镍铁合金是一种由镍和铁组成的软磁材料，具有低矫顽力和高磁导率的特点。
镍铁合金广泛用于航空航天、电子设备和通信设备等领域。
4. 铁氧体：铁氧体是一种由氧化铁制成的软磁材料，具有高磁导率和低矫顽力的特点。
铁氧体广泛应用于电感器、传感器和电子设备中。
5. 铁矽铝软磁材料：铁矽铝是一种由铁、硅和铝组成的软磁材料，具有较高的磁导率和低的矫顽力。
铁矽铝软磁材料常用于高频电感器和变压器中。
6. 铁镍合金：铁镍合金是一种由铁和镍组成的软磁材料，具有高磁导率和低矫顽力的特点。
铁镍合金广泛应用于电压互感器和电子设备等领域。
除了以上介绍的几种常见的软磁材料，还有一些其他软磁材料，如铁锂合金、铁镉合金等，它们具有不同的磁导率和矫顽力，适用于不同的应用领域。
这些软磁材料的特性使其在各个领域都具有重要的应用价值。
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传感器
通讯仪器、电器
按市场产值(产量)分类排序：磁记录材料、软 磁材料、永磁材料. 产量顺序正好相反.
主要磁性材料简介
• 1. 永磁材料：永磁铁氧体、稀土永磁. • 2. 软磁材料：铁氧体软磁、纳米微晶软磁、 块体非晶、软磁颗粒膜. • 3. 磁记录材料 • 4. 高温磁制冷材料 • 5. 自旋电子学材料
与热轧硅钢相比，冷轧硅钢的Bs高，其厚度均匀、尺寸 精度高、表面光滑平整，从而提高了填充系数和材料的 磁性能。冷轧带材的厚度可低至0.02～0.05mm。冷轧 硅钢的含硅量不超过3.5%，否则的材料冷轧十分困难。 近年来，用快速凝固技术可制备出含硅6.5%的硅钢薄带。
第4章 软磁材料
4.1 衡量软磁材料的重要指标 ／l14 4.2 提高起始磁导率的途径 ／115 4.3 金属软磁材料 ／l16 4.3.1 电工纯铁 ／116 4.3.2 硅钢 ／118 4.3.3 坡莫合金 ／12D 4.3.4 其他软磁合金 ／122 4.4 铁氧体软磁材料 ／123 4.5 纳米晶软磁材料 ／(非晶态/纳米晶)软磁材料
• 主要用途：广泛用于电动机、发电机、变压器、电磁机构、
继电器电子器件及测量仪表中。主要用于制造大电流、频率 50～400Hz的中、强磁场条件下的电动机、发电机、变压器 等；中、弱磁场和较高频率(达10KHz)条件下的音频变压器、 高频变压器、电视机与雷达中的大功率变压器、大功率磁变 压器、以及各种继电器、电感线圈、脉冲变压器和电磁式仪 表等。
概述：磁性材料分类
软磁材料 半硬磁材料 Hc<100A/m(1.25 Oe) Hc :100～1000A/m (1.25～12.5Oe)
力按 分矫 类顽
硬（永）磁材料 Hc>1000A/m(12.5Oe) 铁芯材料 分按 类用 途 磁头材料 磁记录材料 变压器、继电器 录音机 磁带、磁盘
磁致伸缩材料
• 主要用途：在直流磁场下工作的器件。制造电磁铁
的铁芯和磁极，继电器的磁路，感应式和电磁式测量仪 表的零件，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。
软磁材料－电工纯铁
最常见的是电磁纯铁，名称为电铁(代号DT)， 含碳量低于0.04%的Fe-C合金，Bs达2.15T， 其供应状态包括锻材、管材、圆棒、薄片或薄带等。 工业纯铁的热处理：纯铁材在加工成元件后必须经过热处 理才能获得好的软磁性能 去应力退火：消除加工应力。保护条件下860～930℃，保 温4小时后随炉冷却。 去除杂质处理：纯铁中的杂质（ C，Mn，Si，P，S，N等） 会显著降低材料的磁导率和矫顽力。通过去杂质退火处理 来降低材料中杂质的含量。在纯干燥氢气或真空(10-2帕以 下)中，于1200～1300℃温度保温5～10小时。
二、矫顽力 Hc
• 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。 • 图为在低磁场时就表现出灵敏的响应。
软磁材料典型的磁滞回线示意图
影响矫顽力Hc的因素
• 软磁材料的矫顽力较低: 通常约为0.1-100 A/m 数量级。 • 软磁材料的反磁化过程主要是通过畴壁位移来 实现的，因此材料内部应力起伏和杂质的含量 与分布成为影响矫顽力Hc的主要因素。对于内 应力不易消除的材料，应着重考虑降低 λs；对 于杂质含量较多的材料应着重考虑降低Kl值。 • 对于软磁材料，在提高µ i 的同时可以实现降低 Hc的目的。
软磁材料的种类和用途
• 合金: 硅钢(Fe-Si)、坡莫合金(Fe-Ni)、仙台斯 特 合金(Fe- Si-A1); 发电机、变压器、马达 • 软磁铁氧体： Mn—Zn系、Ni—Zn系、Mg—Zn系等，多用于变 压器、线圈、天线、磁头、开关等。 • 非晶态、纳米晶和薄膜: 可以根据需要制备特殊用途的磁性材料，如超晶格。
软磁材料－纯铁的磁时效
纯铁的自然磁时效现象：即随着时间的增长，材料 的矫顽力上升，磁导率下降。纯铁的时效在130℃附 近特别明显。引起时效的原因是由于在Fe中含有N， 逐渐形成铁的氮化物所致。 人工时效处理：克服纯铁严重的自然磁时效现象， 为保持纯铁元件的磁稳定性，须在热处理后进行 100℃，保温 100 小时的人工时效处理。或选择低时 效敏感性的材料。
四、磁损耗
• 软磁材料多用于交流磁场，因此动态磁 化造成的磁损耗不可忽视。 • 动态磁化所造成的磁损耗包括3个部分： 涡流损耗，磁滞损耗和剩余损耗。 • 随着交流磁场频率的增加，软磁材料动 态磁化所造成的磁损耗增大。
动态磁化特性
• 瑞利磁滞回线：当外磁场的振幅不大（磁化基本上 为可逆）时，得到在原点附近具有正负对称变化的 磁滞回线。 • 磁滞损耗：Wh = (3/4)fη(Hm)3 • 涡流损耗：P = (r02/8ρ)(dM/dt)2 (均匀磁化) • 磁后效应：磁化强度M(或B)跟不上磁场变化的延迟 现象。 • M(T) – M(0) = χdSVlogt ，SV磁后效系数， χd微分磁导率。
三、饱和磁感应强度Ms
• 饱和磁感应强度地是软磁材料的又一重要磁性 参量。软磁材料通常要求其具有高的饱和磁感 应强度Ms，这样不仅可以获得高的µ i 值，还可 以节省资源，实现磁性器件的小型化。 • 在软磁材料中可以通过选择适当的配方成分， 来提高材料的Ms值。然而，实际情况是，材料 的Ms值一般不可能有很大的变动。
4.1 衡量软磁材料的重要指标 一、起始磁导率
二、矫顽力 Hc
三、饱和磁感压强度Ms
四、磁损耗 五、稳定性
一、起始磁导率
在实际磁化过程中，起始磁导率应是畴转 磁化和畴壁位移磁化这两个过程的迭加:
决定磁导率的主要因素
• 主要因素: (Ms, K1, λs, 等基本磁特性参数) 起始磁导率µ i都有一个共同的特点: 即与材料 的饱和磁化强度Ms的平方成正比; 与材料的 K1和λs成反比; 与材料中的内应力σ，和杂质 浓度β成反比。 • 次要因素: (σ， β) σ和β的大小及其对磁导率的影响会随加工条 件和实际情况而变化。
复数磁导率
• 交变磁场中的磁体：存在磁滞效应、涡流效应、 磁后效应、畴壁共振等。 • 交变磁场：H = Hmeiωt • B = Bmei（ωt-φ） • 复数磁导率：μ = (1/μ0)(B/H) = (Bm/μ0Hm)e-iφ • = μ´ - iμ´´ • 磁损耗功率密度：P耗 = (1/T)∫0THdB • = πfμ0μ´´Hm2 • 储能密度：WC = (1/T) ∫0THBdt = (1/2) μ0μ´Hm2 • 品质因子：Q = 2 πf(Wc/P耗) = μ´/μ´´ • 磁损耗系数(损耗角正切): tanφμ = 1/Q = μ´´/μ´
电工硅钢
• 制造工艺：分为热轧和冷轧两种，以在结晶温 度为区分点。
• 热轧的温度与锻造温度相近，如钢材的热压温 度在800～1250℃。 • 冷轧一般用于生产带材，其轧速较高。轧制过 程中都需要使用润滑剂，其作用是减少摩擦和 轧辊的磨损以及温度的控制。
软磁材料－电工硅钢
热轧硅钢片（DR） 电 钢工 片硅 冷轧无取向硅钢片（ DW） 冷轧单取向硅钢片（ DQ） 电讯用冷轧单取向硅钢片（ DG）
软磁材料
定义: 能够迅速响应外磁场的变化，
能低损耗地获得高磁感应强度， 既容易受外加磁场磁化和退磁的材料。
Hc<100A/m(1.25 Oe)
用途： 变压器、电机、电感
与继电器的铁(磁)心； 磁头与磁记录介质； 计算机磁心等。
对软磁材料的基本要求有：
a. 初始磁导率µ i和最大磁导率µ max要高； b.饱和磁感应强度Ms要高 c. 矫顽力Hc小； d. 功率损耗P要低； e. 高的稳定性。
软磁材料的发展历史
• 1970年，Fe-Ni-B非晶态合金研制成功，1988年， Fe-Ni-B-Nb-Cu纳米微晶软磁材料问世，均发现了 非常优异的软磁特性。人们发现，晶粒在一定尺寸 范围内，矫顽力与晶粒尺寸的六次方成正比。于是 软磁材料的研制又朝着另外一个方向发展，要求晶 粒尺寸尽可能小，以致达到纳米数量级。 • 90年代后，非晶与纳米微晶金属软磁材料逐步成为 软磁铁氧体的新的竞争对手，在性能上它远优于铁 氧体，但在性价比上尚处于劣势，在市场占有率上 一时还不会对铁氧体构成威胁，但在高技术领域的 应用中它将大显身手。
五、稳定性
• 高科技特别是高可靠工程技术的发展，要求软磁 材料不但要高µ i ,低损耗等，更重要的是高稳定性。
• 软磁材料的高稳定性是指磁导率的温度稳定性要高， 减落要小，随时间的老化要尽可能地小，以保证其 长寿命工作于太空、海底、地下和其他恶劣环境。 • 影响软磁材料稳定工作的因素有低温、潮湿、电磁 场、机械负荷、电离辐射等，பைடு நூலகம்这些因素的影响下， 软磁材料的基本特性参数发生变化，从而导致性能 的变化。
4.3.1 电工纯铁
• 纯度：电工纯铁是指纯度在99.8％以上。冶炼时，
首先用氧化渣除之碳、硅、锰等元素，再用还原 渣除去磷和硫，出钢时在钢包中添加脱氧剂获得。 • 软磁性能：经过退火热处理，起始磁导率µi 为 3, Hc为 300—500，最大磁导率µ 为 (6~12) × 10 max 39.8～95.5 A/m。(0.5~1.2Oe) 1 A/m =4/ 103 Oe
纯铁的缺点：电阻率低，使用时产生很大的涡流损 耗，不适于制作在交变场中工作的铁心。
我国电工纯铁的磁性和用途
4.3.2 电工硅钢
• 电工硅钢片（Fe-Si软磁合金）：电工纯铁只能在直流磁场 下工作，为了克服在交变磁场下涡流损耗大的缺点，加入少 量硅，形成固溶体，提高铁的最大磁导率，增大电阻率，还 可显著改善磁性时效。但Si加入量过多时，会降低饱和磁化 强度、居里温度、磁晶各向异性常数K1、磁致伸缩系数。 Si含量的增大会使材料变脆。 • 成分：碳的质量分数Wc在0.02%以下，硅的质量分数为 （1.5～4.5）%。