软磁材料性能
软磁材料和硬磁材料
软磁材料和硬磁材料软磁材料和硬磁材料是材料科学中的两个重要概念，它们在现代工业生产中具有非常重要的作用。
软磁材料和硬磁材料在磁性材料领域有着不同的特性和应用，下面将对这两种磁性材料进行详细介绍。
软磁材料是一种在外加磁场作用下能够快速磁化和退磁的材料。
它具有低矫顽力、低矫顽力磁化损耗和高导磁率的特点，能够有效地将外加磁场的能量转化为磁能，并且在去除外加磁场后能够迅速退磁。
软磁材料通常用于变压器、电感线圈、电磁铁、传感器等领域，能够有效地实现能量的传输和转换。
软磁材料的主要代表有硅钢片、镍铁合金和铁氧体材料等。
硬磁材料则是一种在外加磁场作用下能够保持永久磁化的材料。
它具有高矫顽力、高矫顽力磁化损耗和高剩磁感应强度的特点，能够在去除外加磁场后仍然保持一定的永久磁化。
硬磁材料通常用于制造永磁体、磁记录材料、传感器、磁力驱动器等领域，能够实现永久磁化和磁信息的存储和传输。
硬磁材料的主要代表有钕铁硼磁体、钴磁体和铁氧体材料等。
软磁材料和硬磁材料在磁性材料领域有着不同的应用和发展方向。
软磁材料主要应用于能量的传输和转换领域，如电力电子、通信设备、汽车电子等领域，其发展方向主要集中在降低磁化损耗、提高导磁率和延展频率响应范围等方面。
而硬磁材料主要应用于磁信息存储和传输领域，如磁记录材料、传感器、磁力驱动器等领域，其发展方向主要集中在提高矫顽力、剩磁感应强度和矫顽力磁化损耗比等方面。
总的来说，软磁材料和硬磁材料在现代工业生产中具有非常重要的作用，它们分别在能量的传输和转换领域以及磁信息存储和传输领域发挥着重要作用。
随着科学技术的不断发展，软磁材料和硬磁材料的性能和应用领域将会得到进一步拓展和提升，为现代工业生产带来更多的发展机遇和应用前景。
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。
软磁材料在电感器中的应用
软磁材料在电感器中的应用随着信息技术和电子工业的发展，软磁材料作为电子材料中的一种重要表现，应用越来越广泛。
软磁材料在电感器中的应用已成为一种趋势。
软磁材料电感器具有高性能、高稳定性、高效率、低功耗等优点，能够满足现代电子工业对高品质、高精度、高速度、高效能、小尺寸、低成本的要求。
一、软磁材料概述软磁材料是指在一定范围内具有高导磁性和低磁滞损耗的磁性材料，主要包括铁氧体、镍锌铁氧体、铌酸钡、铁氟龙、铁硅铝等。
软磁材料具有高导磁率、低磁滞损耗、耐腐蚀、耐热、耐高温、稳定性好、寿命长等优点。
二、软磁材料电感器的应用1. 通信设备领域软磁材料电感器广泛应用于通信设备领域，如手机、电话、调制解调器、數碼相機、卫星手机等。
软磁材料电感器在通信设备中具有非常重要的作用，它不仅能够降低设备的电磁干扰，同时还能够提高信号的传输距离和传输速度。
2. 能源设备领域软磁材料电感器也广泛应用于能源设备领域，如电力电子、自动化控制、变频器、电动汽车等。
这些设备对电感器的质量要求非常高，而软磁材料电感器不仅具有高导磁率、低磁滞损耗等优点，同时还能够承受高电流、高温等极端环境，具有稳定性好、安全性高的特点。
3. 电子设备领域软磁材料电感器还广泛应用于电子设备领域，如电子产品、计算机、电视、音响等。
软磁材料电感器在电子设备中有着非常重要的地位，它能够稳定输送电流，提高电子设备的稳定性和可靠性。
三、软磁材料电感器的优势1. 高性能软磁材料电感器具有高性能、高稳定性、高效率、低功耗等优点。
其导磁率高，磁滞损耗低，能够在高频率下保持高导磁性，且频率范围宽，适用于各种电子器件中的应用。
2. 高稳定性软磁材料电感器具有高稳定性、稳定性好的特点。
它能够在不同的环境下稳定输出电流，确保电子设备的长期稳定性和可靠性，减少了造成影响的因素。
3. 高效率软磁材料电感器在能够高效地输出功率的同时，能够降低电子设备的功耗和热量，从而提高了电子设备的效率，也减少了对环境的污染和耗费。
非晶软磁材料
非晶软磁材料
非晶软磁材料是一类具有优异磁性能和热稳定性的材料，广泛应用于电力电子、通信、医疗器械等领域。
相比于晶体软磁材料，非晶软磁材料具有更高的饱和磁感应强度和低的磁滞回线，因此在高频应用中具有更好的性能。
本文将对非晶软磁材料的特性、制备方法以及应用进行介绍。
首先，非晶软磁材料具有优异的软磁性能。
其具有高饱和磁感应强度和低的磁
滞回线，能够有效降低磁芯损耗，提高电磁转换效率。
同时，非晶软磁材料还具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在恶劣环境下稳定工作。
其次，非晶软磁材料的制备方法主要包括溅射法、快速凝固法和溶液法等。
其中，溅射法是将金属靶材置于真空室中，通过离子轰击使金属原子蒸发并沉积在基底上，形成非晶薄膜。
快速凝固法是将金属液体迅速冷却至玻璃化温度以下，形成非晶态结构。
溶液法则是将金属盐溶解在溶剂中，通过化学反应得到非晶材料。
最后，非晶软磁材料在电力电子、通信和医疗器械领域有着广泛的应用。
在电
力电子领域，非晶软磁材料被广泛应用于变压器、电感器等元器件中，能够提高能量转换效率，减小体积和重量。
在通信领域，非晶软磁材料被用于制备高频变压器和电感器，能够提高信号传输质量。
在医疗器械领域，非晶软磁材料被用于制备医疗设备中的电感器和传感器，能够提高设备的性能和稳定性。
总之，非晶软磁材料具有优异的磁性能和热稳定性，制备方法多样，应用领域
广泛。
随着科技的不断发展，非晶软磁材料将在更多领域发挥重要作用，为人类社会的进步做出贡献。
烧结钕铁硼主要性能参数
烧结钕铁硼主要性能参数
一、一般物理性能
1、外观：由于烧结钕铁硼是一种粉末状态的材料，根据颗粒尺寸不同，外观可以分为粉末状、细条状以及小片状、碎状等等。
2、密度：烧结钕铁硼的密度一般在6.8~7.2g/cm 3 之间，小于这一
范围的产品被认为是低密度的，大于这一范围的产品被认为是高密度的。
3、磁性：烧结钕铁硼是一种软磁材料，它能在磁场中产生一定的磁力，但是不够强烈，在磁场中可以被轻易抵抗。
4、单体融点：烧结钕铁硼的单体融点一般在1400℃左右，低于这一
范围的产品属于低熔点，而高于这一范围的产品属于高熔点。
5、电气性能：烧结钕铁硼具有良好的电性能，具有较低的电阻率，
在一定温度范围内，其电阻率保持比较稳定，在低电压下也具有良好的耐
热性能，可以长期工作。
二、机械性能
1、抗拉强度：烧结钕铁硼的抗拉强度一般为2.7~4.3MPa，低于这一
范围的产品属于低抗拉强度，而高于这一范围的产品属于高抗拉强度。
2、抗弯强度：烧结钕铁硼的抗弯强度一般在5.6~9.2MPa之间，低于
这一范围的产品属于低抗弯强度，而高于这一范围的产品属于高抗弯强度。
磁性材料及其应用
磁致伸缩可用于制备称重、测力、扭矩 传感器等
四、磁记录材料
我们已经进入信息社会？
“知识大爆炸”？
记忆靠人脑？
磁记录：是使用记录磁头在磁记录介质内写入磁化强度图纹 作为信息存储，用同一或另外记录磁头可从磁化强度图纹读 出所储存的信息。
磁 记 录 的 基 本 过 程
抹音磁头 录音磁头
放音磁头 驱动器
工作缝隙小、磁场分布陡河磁迹宽 度窄，故可提高记录速度和读出分 辨率
磁电阻磁头
利用磁电阻效应制成
磁头材料
合金磁头材料：含钼 坡莫合金和仙台斯特 合金 铁氧体磁头材料：镍锌铁 氧体和锰锌铁氧体
非晶态磁头材料： Co-(Zr， Hf，Nb，Ta，Ti) 二元系合 金薄膜和Co-Fe-B类金属非 晶态薄膜
• 3d过渡金属（T） －非金属系 • 3d过渡金属（T） －金属系 • 过渡金属（T） －稀土类金属（R） 系
软磁材料主要用于动力工程、高性能电子学、通信技术、 航空及空间技术等，来制造磁导体，增加磁路的磁通量，降低 磁阻。
二、永磁材料 永磁材料又称硬磁材料，是用于制造各种永久磁铁的磁性 M 材料。 1、性能特点
改善材料的显微结构，降低杂质和气 孔的含量，增大晶粒尺寸。 降低内应力σ
磁滞回线示意图
3、软磁材料的分类及其应用 软磁材料
金属软磁
铁氧体软磁
非晶及纳米晶软磁
• 电工纯铁 • 硅钢 • 坡莫合金 • 其它软磁合金 （Fe-Al、Fe-Si-Al、 Fe-Co）
• MnZn，NiZn， MgZn等尖晶石型 铁氧体 • Co2Y，Co2Z等平 面六角型铁氧体
有机粘接剂及润滑剂 磁性粉 Al2O3粉/铁丹粉/碳粉
记录层 带基 涂布型磁带结构示例
软磁材料有哪些
软磁材料有哪些软磁材料是一类具有优良软磁性能的材料，主要用于电磁设备、电子产品和通信设备中。
软磁材料的种类繁多，每种材料都有其特定的特性和应用领域。
下面将就软磁材料的种类进行介绍。
首先，铁氧体软磁材料是一类应用广泛的软磁材料，具有良好的软磁性能和热稳定性。
铁氧体软磁材料主要分为氧化铁、氧化锌和氧化镍等类型，其中氧化铁软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和低的磁导率，适用于高频电子元器件和微波器件。
氧化锌软磁材料具有较高的电阻率和较低的涡流损耗，适用于高频变压器和电感器件。
氧化镍软磁材料具有较高的磁导率和较低的涡流损耗，适用于高频变压器和电感器件。
其次，非晶合金软磁材料是一类具有高饱和磁感应强度和低涡流损耗的软磁材料，主要包括铁基非晶合金和钴基非晶合金。
铁基非晶合金软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和较低的磁滞回线，适用于高频变压器和电感器件。
钴基非晶合金软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和较低的涡流损耗，适用于高频变压器和电感器件。
再次，硅钢是一种低碳含量的硅铁合金，具有良好的软磁性能和低涡流损耗，是目前应用最为广泛的软磁材料之一。
硅钢主要分为冷轧硅钢和热轧硅钢两种类型，其中冷轧硅钢具有较低的涡流损耗和较高的饱和磁感应强度，适用于电力变压器和电机设备。
热轧硅钢具有较高的磁导率和较低的涡流损耗，适用于高频电子元器件和微波器件。
最后，铁氧氮软磁材料是一类新型的软磁材料，具有较高的饱和磁感应强度和较低的涡流损耗，是未来软磁材料的发展方向之一。
铁氧氮软磁材料主要包括氮化铁、氮化镍和氮化铁镍等类型，其中氮化铁软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和较低的涡流损耗，适用于高频变压器和电感器件。
氮化镍软磁材料具有较高的磁导率和较低的涡流损耗，适用于高频变压器和电感器件。
氮化铁镍软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和较低的磁滞回线，适用于高频电子元器件和微波器件。
总的来说，软磁材料种类繁多，每种材料都有其特定的特性和应用领域。
随着科技的发展和工艺的进步，软磁材料的性能将会不断提高，应用领域也将会不断拓展。
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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101
50mT
100 0
25mT
20
40
60
80
100
120
140
Temperature(℃ ）
功耗与温度关系图（DMR24）
500
400
f=500KHz/ B=50mT
Power Loss Pv(mw/cm3 )
300
200
100
0
0
20
40
60
80
100
120
Temperature(℃ ）
B ：饱和磁通密度（Bs） 意义：磁通密度达到的最高值。
b 饱和磁通密度越高，Pth 越大
c Ae越大（磁芯体积越大），Pth 越大
d 在Pth 一定情况下减少电源体积（减少Ae）必须增大f或Bmax 即f×B为表征材料的性能因子
但B是由材料成份决定不可无限提高（Mn-Zn 约0.5T），而f提高后会引磁芯起发热，制约 着Pth 的提高，故引入参数Pc
Pc = K fm Bn = f∮BdH＋Cef2B2/ρ＋Pr f=10-100k m=1.3 典型值n=2.5 f＞100K m继续增 降低磁芯损耗：减Hc增ρ，减少晶粒尺寸 当磁芯发热时磁芯能否正常工作，又引入一个物理量——居里温度。功率铁氧体要求高的 Tc，
软磁材料性能
1
一、常用磁性材料的分类
分类 金属磁性材料
软磁Hc≤10A/cm
纯Fe Si-Fe Fe-Ni合金 Fe-Si-Al合金 非晶 纳米晶
永磁Hc≥100A/cm
Al-Ni-Co系 Sm-Co系 Nd-Fe-B系
非金属磁性材料
软磁铁氧体：Mn-Zn、Ni-Zn、 Mg-Zn
永 磁 铁 氧 体 ： Sr 铁 氧 体 、 Ba铁氧体
功耗与频率关系图：(DMR24）
Pcv(mw/cm3 )
104
200mT
103
100mT
102
50mT
101
25mT
100
10-1 101
102
Frequency(KHz)
100℃ 25℃
103
功耗与温度磁通密度关系图（DMR24）
100KHz
103
200mT
102
100mT
P (mw/cm3 ) cv
综上所述，对功率材料的要求为：
大的Bs
防饱和
f增大时有小的PL 防发热
高的Tc
防过热矢效
对磁导率μi要求不太高
④功率铁氧体材料主要性能指标简述
A：功耗（power loss) 意义：磁心从交变电磁场中吸收的转变为热能的部分能量。 功耗与使用关系：功耗越大变压器转换率越低，变压器发热越严重。 影响功耗的因素： a、频率：频率越高功耗越高 b、磁通密度：磁通密度越大功耗越高 c、温度：功率铁氧体在某一温度具有最低的功耗 这一点一般定为变压器的工作温度点
使用频率 一般＜25MHZ 一般1M-100M 一般＜1MHZ
材料成本 低 高 低
工艺特点 烧结设备简单 烧结设备简单 需气氛窑烧结
五、Mn-Zn铁氧体材料
Mn-Zn铁氧体按使用场合分两类：
功率铁氧体：传输较大功率和储能场合，工作在瑞利区以外，要求PC低Bs高、Tc高 高导铁氧体：为电子线路提供阻抗匹配耦合等，工作在弱场下(瑞利区之内)，要求μi高
2、缺点：
①低Bs，单位体积储能少。 ②导热差 ③抗拉强度小、脆、难加工，但金属易加工而需轧片或细粉。 ④未加工部位的尺寸有2%公差。
以上优缺点决定了金属磁性材料用于较高磁通密度的低频直流，强电大功率场所，如电力工 业、输电变压器，电机等；铁氧体主要用于高频、脉冲弱磁场下。
四、常用软磁铁氧体材料
Mg-Zn材料、Ni-Zn材料 Mn-Zn材料 Mn-Zn材料又分为：
功率铁氧体：DMR30、DMR40、DMR44、DMR50、DMR90 ； 高导铁氧体：R4K、R5K、R7K、R10K、R12K 各铁氧体的特点比较
材料 Mg-Zn Ni-Zn Mn-Zn
性能 电阻率高、Bs低 电阻率高、晶粒小 电阻率低、μi高
③开关电源变压器对功率铁氧体材料的要求 变压器可传输功率为： Pth = c f Bmax Ae Wd Pth——传输功率 C——与开关电源电路工作型式有关系数， Bmax——最大允许磁通 Ae——磁路有效截面积 Wd——绕组设计参数 即 Pth ∝ f Bmax Ae
上式说明：
a 工作频率f越大， Pth 越大
90年代中第四代 DMR50
TDK PC50 PHILIPS 3F4 适于500K以上
②发展方向 向超低功耗方向发展，已系列化，如TDK PC40 44 45 46 47 Pc95 继续向高频化方向发展，可用1M的PC50 可用4M的PHILIPS 3F5 向低功耗、高Bs、高Tc综合性能方向发展：如TDKPc90
饱和磁通密度与使用的关系： 磁心饱和磁通密度越高、变压器可传输功率越大
影响饱和磁通密度的因素： 磁心密度：密度越大、饱和磁通密度越大 温度： 温度越高、饱和磁通密度越低 配方
C ：居里温度 意义：磁心从铁磁状态转变为顺磁状态温度，即从磁性材料转变为 非磁性材料的温度
1、功率铁氧体材料
主要用于高频小型化开关电源、电视机显示器的回扫变压器等。
①发展过程
70年代第一代
中国2KD
TDK H35 PHILIPS 3C85 适于20KHZ
80年代初第二代 (DMR30)2KBD TDK PC30 EPCOS N27 适于100K以下
ห้องสมุดไป่ตู้
80年代后期第三代 (DMR40)2KB1 TDK PC40 PHILIPS 3C90 适于250K以下
8 80 4000 10-5
金属粉芯 5～450 500~750 1～1.2
25 30 100 10~104
非晶 3～150K 210～485 0.55～1 0.003～3
1.4×10-4
纳米晶 ＞100K
570 1.3
1.3×10-4
三、软磁铁氧体材料的优缺点
1、优点：
①高电阻率10～108Ω·cm,而金属磁只有10-5左右tanδe∝f,高频下铁氧体有优势。 ②高频磁导率比金属磁性材料高，损耗低。 ③工作频率宽。 ④磁芯易获得相应形状和功能 。 ⑤成本低。
二、软磁铁氧体材料与其它软磁合金及金属粉芯材料参数比较
性能
材料
μi
Tc(℃)
Bs(T)
Hc(θe)
铁氧体
5～20K 100～500 0.3～0.5 0.05～0.5
10K tgδ/μi 100 (×10-6) K
1M
ρ（Ω·cm）
5 10 25 10～108
合金 5～300K
500 0.8～2.4 0.003～3