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:
可见铁硅铝磁粉芯是金属软磁植材料的重要组成部分,具有十分重要的位置。
它是金属磁粉芯——铁镍钼磁粉芯、高磁通磁粉芯、铁硅铝磁粉芯,由于金属价格的原因,铁硅铝磁粉芯发展特别迅速。
三、铁硅铝磁粉芯是高频化的必经趋势
随着电子技术的发展,设备小型化、轻型化、导致电子器件的必须小型化。
而小型化、功率密度化、必须使磁粉芯材料的高频化及低损耗化,而铁硅铝磁粉芯具有高频率化,低损耗化的特点,从下面的公式可见:
V=3/4(WR JBF)
V:磁粉芯的体积;
W:功率;
R:电阻;
J:电流密度;
B:磁感应强度;
F:频率
从式可见,在一定的功率下,铁硅铝磁粉芯的频率越高,体积就越小。
所以高频化必须要发展高频电子材料,而铁硅铝磁粉芯,已经具有高频化,低损耗的条件。
现在铁硅铝磁粉芯实际上已分为五大类,分成i=26,最高频率20MHz, i=60,最高频率8MHz; i=75,最高频率3MHz; i=90,最高频率2MHz, i=125,最高频率1MHz. 例,i=26,≤54±8% u H,Q值在300KHz,¢0.26路径,V=1V。
损耗以i=125,FeSiAl磁粉芯来说,功率损耗P=140/Kg;而铁粉芯是P=6 80W/Kg,铁粉芯比铁硅铝磁粉大3.8倍。
四、节能化必然要发展铁硅铝磁粉芯
金属磁粉芯,主要有铁镍钼磁粉芯,高磁通磁粉芯,铁硅铝磁粉芯三类。
这三类均具有优越的性能。
但是铁镍钼磁粉含Ni81%,Mo2%,Fe17%;高磁通磁粉芯含Ni50%,Fe50%;铁硅铝磁粉芯均不含贵金属Ni,Mo材料,在今天的形式下,Ni,Mo价格昂贵,用户除军事领域之外,均用铁硅铝磁粉芯取代。
铁粉芯,具有优越的性能,价格便宜,广泛应用,但功率损耗太大。
铁硅铝磁粉芯i=125,是i=26,60,75,90中损耗最大,但与铁粉芯相比,功耗应相当小,铁硅铝磁粉芯功率损耗P=140W/KG,铁粉芯的磁损耗P =680W/KG,铁硅铝磁粉芯比铁粉芯小3.8倍。
节能环境的条件下,铁硅铝磁粉芯是必然的选择。
五、铁硅铝磁粉芯「2」,主要有哪些技术特性?
1.频率特性
i=26,f
e =20MHz,……i=125,f
e
=1MHz,我们用磁导率的百分数与频率来
描述,则有:
从图可见,磁导率具有好的频率特性。
2.直流偏置磁场
与MnZn铁氧体相比,即使开气隙,偏置电流用的是很小的;NiZn铁氧体相比,却是弱流中应用,而铁硅铝磁粉芯可用很大的电流,是大电流中应用,可以从0-几百安培。
其磁场可大到500奥斯特。
磁场与电流,可用H=来调
节,H是磁场,N是导线匝数,I是电流,l
e
是有效磁场度。
下面我们用图形来描述:
从图可见,有效磁导率与直流磁场的关系,明显优越。
3.有效磁导率与交流(AC)磁通密度
我们用有效磁导率的变化值与交流磁通密度(GAUSS)来表示。
明显具有交流磁通密度大,变化小的优点。
我们用图来描述:
4.有效磁导率对温度的变化率;
有效磁导率对温度的变化率;-50℃——+100℃,i =26,80×10-5 /℃;
i=60,100×10-5 /℃;i=75,120×10-5 /℃;i=90,160×10-5 /℃;
i=125,200×10-5 /℃。
温度的变化率随着磁导率的增加而变大,i=26,80×10-5 /℃,而i= 125,200×10-5 /℃,具体如下:
5.功率损耗密度曲线
我们用损耗密度,磁通密度,随频率的变化,由图来表示。
以图上可知,功率损耗密度,铁硅铝磁粉芯,明显比铁粉芯低,i=125,铁硅铝磁粉芯是140W/KG,而铁粉芯是680W/KG,,铁粉芯损耗是铁硅磁粉芯的3.8倍。
6.磁通密度
铁硅铝磁芯,最大磁通密度B=10500高斯,1.05特斯拉,比铁氧体磁芯,
铁镍钼磁粉芯均较高,从而铁硅铝磁粉芯可存储更多的流量。
上面论述了铁硅铝磁粉芯的优良性能,下面来论述它的应用。
六、铁硅铝磁粉芯应用有哪些方面?
铁硅铝磁粉芯主要应用于有哪些?有下列五个方面:
1.高频功率滤波器
铁硅铝磁粉芯i=26,功率0-200MHZ,比铁氧体高,现在MnZn最高频率在1MHz,但是电流较小,NiZn频率较高,但是在弱电流中应用。
而铁硅铝磁粉芯是大电流中应用,可达到几十——几百安培。
现在开关电源高频化,滤波器越来越重要,高频滤波器具有节能作用,例现在大屏幕液晶显示器中正在广泛应用。
2.不间断电源(UPS)功率校正器(PFC)
不间断电源应用十分普及,如电源,通讯、电力,均用到不间断电源,而且正向大功率方向发展。
例美国APC在中国、印度等分公司正在生产不间断电源,而且是高频化的大功率不间断电源,用到的铁硅铝磁粉芯是¢57.2×26.4×15.2磁导率i=26。
法国梅兰日兰在上海浦东建立公司,生产发展UPS电源,他们也正朝着应用铁硅磁粉芯方向发展。
3.功率扼流圈、功率偕振电感器、移相补偿电感应用铁硅铝磁粉芯是最佳选择。
功率扼流圈广泛应用,全桥、半桥扼流圈、开关电源输出扼流圈,PFC电感
器及变压器等电感器广泛应用。
4.脉冲变压器,通讯中广泛应用,用铁氧体要开集中气隙,大大增加了气隙的损耗,而应用铁硅铝不需要开气隙,没有气隙损耗,损耗就减小,具有很大的优势。
5.行输出变压器
行输出变压器现在习惯上应用MnZn铁氧体,开气隙损耗大,而应用铁硅铝磁粉芯不用开气隙,损耗小,而且可在大电流电应用,具有很强的优势。
七、我们已做的工作
我们公司2005年建立,已开发成功的铁硅铝磁粉芯磁导率有i=26,60,75,90,125。
这是国际上公认的五大系列,并产业化、包括环型铁硅铝磁粉芯、EE型铁硅铝磁粉芯。
特别是代表国际水平,技术难度最大,i=26,频率达到20MHz,我们克服了巨大的困难,已开发成功,并产业化,这是代表了我们国家铁硅铝磁粉芯的水平,现在我们要深化开发,把产业规模扩大,进一步推向国内,国际市场。
八、建议
铁硅铝磁粉芯是复合技术的新型电子节能材料,无三废,符合环保要求,符合国家可持续发展战略。
发展我国这一新型材料,在海宁市党和人民政府,海宁市科技局、上海市发改局、浙江省信息产业厅的高度重视、大力支持。
得到快速发展。
但铁硅铝磁粉芯是新型电子材料,发展非常迅速,现在国家发改会、科技部、信息产业部以及科技人员还不十分了解。
所以我们要将其宣传,使国家发改会,科技部,信息产业部等政府有关部门的高度重视。
以便使这一材料得到国家支持,迅速发展,国家得益,这是我们的期望!
注:
[1]:七星飞行2006年3月网上文章
[2]:LITERATURE AVAILABLE AT 。
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:可见铁硅铝磁粉芯是金属软磁植材料的重要组成部分,具有十分重要的位置。
它是金属磁粉芯——铁镍钼磁粉芯、高磁通磁粉芯、铁硅铝磁粉芯,由于金属价格的原因,铁硅铝磁粉芯发展特别迅速。
2024年金属软磁粉芯市场发展现状
金属软磁粉芯市场发展现状引言金属软磁粉芯作为一种重要的电磁材料,在电子产品、通信设备、电力系统和汽车电子等领域有着广泛的应用。
随着现代科技的发展,对金属软磁粉芯的需求也越来越大。
本文将从市场规模、应用领域和发展趋势三个方面,分析金属软磁粉芯市场的发展现状。
市场规模随着新能源产业的兴起和电子产品的智能化趋势,金属软磁粉芯市场规模不断扩大。
根据市场研究机构的数据,2019年全球金属软磁粉芯市场规模达到XX亿美元,预计到2025年将增长至XX亿美元。
亚太地区是金属软磁粉芯市场的主要消费地区,该地区的电子产品产业快速发展,对金属软磁粉芯的需求量大,占据全球市场份额的XX%。
其次是北美地区和欧洲地区,受到汽车电子行业和通信设备行业的影响,市场需求稳定增长。
应用领域金属软磁粉芯在各个领域都有着广泛的应用。
其中,电子产品是主要的应用领域之一。
随着智能手机、平板电脑和电子笔记本等产品的普及,对电感元件的需求量逐年增加。
金属软磁粉芯作为电感元件的重要材料之一,市场需求量也相应增加。
此外,通信设备领域也是金属软磁粉芯的重要应用领域。
随着5G技术的推广应用,通信设备的需求量呈现出爆发式增长。
金属软磁粉芯在手机天线、基站设备和光纤通信设备中广泛应用,推动了市场的快速发展。
另外,金属软磁粉芯在汽车电子领域也有着重要作用。
随着新能源汽车的兴起和汽车智能化的趋势,对汽车电子产品的需求不断增加。
金属软磁粉芯在电动汽车的电动驱动系统、充电桩和车载娱乐系统中起到了关键作用。
发展趋势未来,金属软磁粉芯市场将继续保持快速增长的趋势。
一方面,随着新能源产业的高速发展,对金属软磁粉芯的需求将持续增加。
另一方面,电子产品的智能化发展将进一步推动金属软磁粉芯市场的扩大。
此外,随着5G技术的普及和应用,通信设备领域对金属软磁粉芯的需求增长迅猛。
而汽车电子产业的快速发展和智能化趋势也将为金属软磁粉芯市场带来新的增长机遇。
然而,金属软磁粉芯市场也面临一些挑战。
开关电源中磁粉芯认识, 铁氧体,粉芯, EMC,滤波电感
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。
金属磁粉芯简介
PREPARED BY 林平长REPORT DATE: 2008-01-25SUBJECT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: 2008-01-25SUBJECT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。
FeSiAl磁粉芯的制备及性能研究的开题报告
FeSiAl磁粉芯的制备及性能研究的开题报告一、研究背景及意义磁性材料是目前应用于电子、信息、能源等领域的重要材料。
其中,磁性粉末芯是一种重要的磁性材料,在电子变压器、过滤器、传感器、高频变压器等领域中得到广泛应用。
现有的磁性粉末芯多以磁性氧化物为主要成分,这种材料的磁导率和损耗角正切都比较高,限制了其在高频应用中的应用范围。
因此,研究制备新型磁性粉末芯具有重要意义。
FeSiAl磁性粉末芯是一种以硅铁铝合金为基础材料,通过粉末冶金技术制备的软磁材料。
其具有高磁导率、低磁滞损耗和低损耗角正切等优异性能,在高频电路应用领域具有广泛的应用前景。
因此,研究FeSiAl 磁性粉末芯的制备及性能具有很大的应用价值和研究意义。
二、研究内容和技术路线(1)研究内容本研究拟从以下方面进行研究:1.优化FeSiAl磁性粉末芯的制备工艺,探索制备出高性能的FeSiAl磁性粉末芯的方法;2.研究FeSiAl磁性粉末芯的物理性质,包括磁性能、电学性能以及热稳定性等方面,探索其物理性质与制备工艺之间的关系;3.评价FeSiAl磁性粉末芯在高频电路中的应用性能,揭示其在高频电路中的应用前景。
(2)技术路线本研究的技术路线如下:1.采用化学合成方法制备FeSiAl合金粉末;2.采用氢气球磨技术将粉末加工成磁性粉末芯;3.通过常规压制和烧结工艺制备样品,并采用扫描电镜、X射线衍射、磁性测试、电学测试等方法对样品的性能进行表征;4.评价样品在高频电路中的应用性能。
三、预期目标和意义(1)预期目标本研究拟达成以下目标:1.制备出高性能的FeSiAl磁性粉末芯,磁导率大于1500,损耗角正切小于0.1;2.探究制备工艺对FeSiAl磁性粉末芯物理性质的影响;3.评估FeSiAl磁性粉末芯在高频电路中的应用性能。
(2)意义本研究将有助于深入了解磁性粉末芯的制备技术及磁性粉末芯在高频电路中的应用性能,为磁性粉末芯的实际应用提供重要的支撑。
铁硅铝磁粉芯研究_连法增
图4压溃强度随硅酮树脂添加量的变化
3.2 绝缘剂对磁粉芯性能的影响 3.2.1 绝缘剂对磁导率的影响
一般来说,金属磁粉芯是否有相当高的频
2011年第8卷第5期(总第44期) 9
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率稳定性,这都与包覆好坏有直接联系。因 为磁粉芯的磁导率:
利 用 扫 描 电 镜(JSM-6360LV)、B-H分 析 仪 (1WATSU SY-8232)和万能材料试验机(YG028A) 检测样品的结构、形貌、磁性能及力学性 能。 3 结果与讨论 3.1 粘结剂对磁粉芯性能的影响
图1示 出 硅 酮 树 脂 粘 结 的 磁 粉 芯 断 口 扫 描 电镜照片。粘结剂、磁粉和绝缘剂具有较好 的亲和性,粘结绝缘剂很好地包覆着磁粉, 并将磁粉粘结在一起,形成了海岛结构。
(1)绝缘剂的添加可提高磁粉芯的恒导 磁特性;随着绝缘剂含量的增加,磁粉芯磁 导率降低,但频率特性提高。
(2)磁粉芯损耗随频率的增加而增大; 相同频率下,绝缘剂含量越多,损耗越低;
2 0 1 1 年 第 8 卷 第 5 期 ( 总 第 4 4 期 ) 11
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3.2.2 绝缘剂对损耗的影响 磁粉芯主要应用在交变磁场下,其损耗由
磁滞损耗和涡流损耗组成。在高频阶段,磁 粉芯的损耗主要是由涡流损耗,所以降低磁 粉芯的涡流损耗是制备低损耗磁粉芯的必要 条件。磁粉芯的涡流损耗主要来自于两方 面:金属粉末内部的涡流损耗;金属粉末之 间的涡流损耗。为减少金属粉末间的涡流损 耗,将金属粉末表面均匀包覆绝缘层,以隔 离 金 属 粉 末 的 直 接 接 触 。 图6示 出 磁 粉 芯 的 损 耗随着频率的变化,这与公式:P = tot Pe+Ph= Cd2B2f2/r+n Bl.6f描 述 的 损 耗 随 频 率 的 变 化 机 制 一致。
铁硅铝 非晶合金
铁硅铝非晶合金
在材料科学领域,非晶合金一直以其独特的物理和机械性能吸引着科研人员和工程师的目光。
而铁硅铝,作为一种新型的非晶合金,更是引起了广泛的关注。
本文将对铁硅铝的基本性质、应用前景及其与其他非晶合金的比较进行深入探讨。
一、铁硅铝的基本性质
铁硅铝,化学式为FeSiAl,是一种非晶态合金。
其制备过程通常涉及快速冷却技术,使合金在冷却过程中避免晶化,从而保持非晶态结构。
这种合金具有高强度、高硬度、优良的耐磨性和耐腐蚀性等特点,且具有优异的软磁性能,使其在许多领域具有广泛的应用前景。
二、铁硅铝的应用前景
1.汽车工业:铁硅铝的非晶结构使其具有优异的耐腐蚀性,适用于汽车发动机和排气管等高腐蚀环境。
此外,其优良的软磁性能也使其成为汽车电机和发电机的理想材料。
2.电子工业:铁硅铝的非晶结构使其具有高磁导率和低磁损耗,适用于制造高频变压器、电感器和磁屏蔽等电子元件。
3.航空航天:铁硅铝的高强度、高硬度和优良的耐磨性使其成为航空航天领域中高要求部件的理想材料,如飞机起落架和高速飞行器的结构部件。
三、铁硅铝与其他非晶合金的比较
与传统的非晶合金如铁基和钴基非晶合金相比,铁硅铝具有更高
的热稳定性、更优良的软磁性能和更低的成本。
此外,铁硅铝的非晶形成能力较强,易于制备成大面积、连续的薄带和细丝等形态,进一步拓宽了其应用领域。
四、结论
铁硅铝作为一种新型非晶合金,具有优异的物理、机械和磁学性能,使其在汽车、电子和航空航天等领域具有广泛的应用前景。
随着科研人员对铁硅铝的深入研究和制备技术的不断改进,其应用领域将进一步拓展,有望成为未来材料科学领域的重要发展方向之一。
铁硅铝和铁硅磁芯
铁硅铝和铁硅磁芯
铁硅铝(Fe-Si-Al)和铁硅磁芯是用于制造电动机、变压器、发电机和电感器等电子设备
的两种常见磁性材料。
铁硅铝合金是一种具有高磁导率和低磁滞损耗的铁基材料。
它由铁、硅和铝等元素组成,其中
硅含量通常在3%至4.5%之间,铝含量则占总含量的一小部分。
这种材料具有良好的导磁性能,可以有效地吸收和释放磁场能量,减少能量的损耗。
因此,铁硅铝合金常用于制造高频电感器、变压器和其他需要高磁导率和低磁损的电子设备。
铁硅磁芯是一种由铁硅合金制成的磁性材料,它具有高磁导率和低磁返磁特性。
铁硅磁芯通常
采用软磁铁芯的形式,用于制造电感器和变压器等电子设备。
它可以有效地导磁和储存磁能,
在磁场变化时减少能量的损耗。
这种材料在电力传输和转换中起着重要的作用,能够提高设备
的效率和性能。
总之,铁硅铝和铁硅磁芯是两种常见的磁性材料,用于制造电子设备中的电感器、变压器、发
电机等部件,能够提高设备的磁导率、磁损耗和能量转换效率。
PFC电感计算
计算磁芯大小的方法有几种,最常用的就是AP法,但实际上,因为磁粉芯的磁导率随磁场强度变化较大,计算经常需要迭代重复。
另外,因为磁环的规格相对比较少。
我们就不用AP法计算了。
而是直接拿磁芯参数过来计算,几次就可以得到需要的磁芯了。
经验越丰富,计算就越快了。
适合用来做PFC电感的磁粉芯主要有三类:铁镍钼(MPP)、铁镍50(高磁通)、铁硅铝(FeSiAl)。
其中,铁镍钼粉芯的饱和点大概在B=0.6附近。
而后两者都可以达到1以上。
此处,我们选用某国产的铁硅铝粉芯,下面是该粉芯的一些特性曲线图:从图上可以看见,当磁场强度上升的时候,磁导率在下降。
那么电感量也就会下降。
所以,我们希望电感量在承受直流偏磁时不要跌落的太多,那么设计所选择的磁场强度就不能太高。
我们选用初始磁导率μ0=60的铁硅铝粉芯,那么可以从图中看到,当磁场强度为100Oe时,磁导率还有原来的42%,而当磁场强度为100Oe时,磁感应强度为0.5T,远未到饱和点。
我们就把设计最大磁场强度定为100Oe。
那么根据L=N×N×AlH=0.4×3.14×N×I/Le我们得到的限制条件是:0.4×3.14×SQRT(L/Al)×I/L e<100由于100Oe时,磁导率只有初始值的42%,所以我们要对上式中的Al乘上这个系数。
那么带入相关的参数L=709uH,I=11.94A,我们有:0.4×3.14×SQRT(709E-6/(0.42×Al))×11.94/Le<100,简化后得到:0.616/(Le×SQRT(Al))<100注意:上式中,Le的单位是:cm,Al的单位是:H/(N×N)现在,我们可以把磁芯参数带入计算了。
选择一个:A60-572A,Le=14.3cm,Al=140nH/(N×N),Ae=2.889平方厘米,带入后得到:115<100显然磁芯不合适,再选择一个更大的:A60-640,Le=16.4cm,Al=144nH/(N×N),Ae=3.53平方厘米,计算得到:99<100,不等式满足。
铁硅铝
.全称铁硅铝磁粉芯磁性合金是二十世纪三十年代由日本人发明的。
其发明地在仙台县,故又称Sendust合金。
随后,八十年代初期将其制成磁粉芯也称Sendust磁粉芯,我们用CS来表示。
铁硅铝磁粉芯的磁性能与高通量磁粉芯相近似,且损耗比高通量磁粉芯要低,然而它的价格要便宜许多。
因此,近年来使用也愈来愈广泛。
凡是能取代MPP、高通量磁粉芯的地方,都可尽量采用铁硅铝磁粉芯。
铁硅铝合金的标准成分是:AL5.4%;Si9.6%;其余为铁。
生产铁硅铝磁粉芯用的合金成份控制范围是:AL5.2-5.6%;Si9.2-9.8%;其余为铁。
低频(1kHz以下)使用的铁硅铝铁粉芯,其有效导磁率最高可达μе147。
目前我们大量生产供货的铁硅铝磁粉芯有以下几种性能档次:μе26;μе60;μе75;μе90;μе125等,这也是最常用的。
铁硅铝磁粉芯的饱和磁感应强度Bs值为:800-1000mT。
使用安匝数为300左右。
产品压制密度5.2-6.0。
铁硅铝磁粉芯的各种常用规格见表3。
我们生产的铁硅铝磁粉芯的涂层色标为黑色标记。
也可以按用户要求的色标来涂层。
各种规格型号的铁硅铝磁粉芯的标记方法用CS加上外径和有效导磁率来表示。
如型号CS330125表示33×20×10.7㎜μе的铁硅铝磁粉芯(详见高通量磁粉芯)。
铁硅铝磁环普遍用于开关电源用,他具有着温升低,高的饱和磁通密度,较高的导磁率C,主要系列产品是铁粉芯磁环28材,铁粉芯磁环26材(黄白环),铁粉芯磁环52材(兰绿环),铁粉芯磁环33材(灰黄色),铁粉芯磁环18材,铁粉芯磁环2材(红灰环),铁粉芯磁环40材(绿黄环),铁粉芯磁环8材(黄红环)等。
铁硅铝磁环特点比铁粉芯损耗更低;良好的DC偏流特性;成本处于铁粉芯和铁镍钼之间。
材质导磁率(μ)分别有:26、60、75、90、125 铁硅铝的标准色为黑色;铁硅铝磁环的规格标识依不同的生产厂家而有所不同,有的则把其印在磁环的侧面。
