铁氧体与纳米晶对比 替代方案1 优势
用于电磁屏蔽的最具潜力的十大新材料
用于电磁屏蔽的最具潜力的十大新材料1.引言1.1 概述电磁屏蔽是在现代科技发展中的重要应用之一，而新材料的出现为电磁屏蔽技术提供了全新的可能性。
本文旨在探讨用于电磁屏蔽的最具潜力的十大新材料。
这些新材料具有独特的物理特性和优势，可以有效地隔离和抑制电磁波的干扰。
通过深入研究和分析这些新材料的特点和应用领域，我们可以为电磁屏蔽技术的进一步发展提供宝贵的参考和指导。
本文将首先介绍新材料的名称和基本特点，然后对其在电磁屏蔽中的应用进行详细的阐述。
通过比较和分析不同材料的特性和性能，我们将评估它们在电磁屏蔽领域的优缺点，并挑选出最具潜力的十种新材料。
随着无线通信和电子设备的快速发展，对电磁屏蔽材料的需求也越来越高。
传统的屏蔽材料在满足要求的同时，也存在一些局限性，如重量大、成本高、可塑性差等。
因此，新材料的研发和应用显得尤为重要。
这些新材料可以提供更轻量化、更灵活、更高效的电磁屏蔽解决方案，为电子设备的设计和制造带来了全新的可能性。
通过本文的研究，我们的目标是深入了解这些新材料的特性和应用领域，同时也探讨它们的潜力和前景。
相信通过不断的创新和进步，电磁屏蔽技术将在广泛的领域发挥更加重要的作用，并为人们创造更好的生活和工作环境。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下信息：本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了本文的内容，并介绍了电磁屏蔽在现代科技中的重要性。
随后，文章结构部分将详细说明正文部分的组成和结构。
正文部分是本文的核心部分，主要介绍了十种最具潜力的新材料，并分别进行了深入的特点分析。
每种新材料都有其独特的电磁屏蔽性能和应用潜力，通过对其特点的介绍，读者可以更好地了解和理解这些材料在电磁屏蔽领域的重要性。
每个新材料的介绍都包括了两个主要特点。
这些特点可能涉及材料的化学组成、物理特性、导电性能等方面。
通过对这些特点的分析，读者可以了解每种新材料在电磁屏蔽中的潜力和应用范围。
结论部分对整篇文章进行了总结，并对这十种新材料的发展前景进行了展望。
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金
钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金一.磁性材料的基本特性. 磁性材料的磁化曲线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。
. 软磁材料的常用磁性能参数和磁感应强度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。
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。
形比：Br∕Bs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）。
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。
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。
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。
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，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：功率耗散（mW）/表面积（cm2）. 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。
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金一.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。
纳米晶带材简介
铁基纳米晶合金一、简介：铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为的，弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料。
微晶直径10-20 nm, 适用频率范围50Hz-100kHz.二、背景介绍：1988年日本的Yoshizawa等人首先发现,在Fe-S-iB非晶合金的基体中加入少量Cu和M(M=Nb,Ta,Mo,W等),经适当的温度晶化退火以后,可获得一种性能优异的具有bcc结构的超细晶粒(D约10nm)软磁合金。
这时材料磁性能不仅不恶化,反而非常优良,这种非晶合金经过特殊的晶化退火而形成的晶态材料称为纳米晶合金。
其典型成份为Fe7315Cu1Nb3Si1315B9,牌号为Finemet。
其后,Suzuki等人又开发出了Fe-M-B(M=Zr,Hf,Ta)系,即Nanoperm系。
到目前为止,已经开发了许多纳米晶软磁材料,包括:Fe基、Co基、Ni基[2]。
由于Co基和Ni基不易于形成K、Ks同时为零的非晶态或晶态合金,如果没有特殊情况,实用价值不大。
三、铁基纳米晶软磁合金的制备方法纳米晶软磁合金的制备一般采用非晶晶化法。
它是在用快淬法、雾化法、溅射法等制得非晶合金的基础上,对非晶合金在一定的条件下(等温、真空、横向或纵向磁场等)进行退火,得到含有一定颗粒大小和体积分数的纳米晶相。
近年来,也有一些研究者采用高能球磨法制备纳米晶软磁合金。
四、纳米晶软磁合金的结构与性能纳米晶软磁合金的典型成份为Fe7315Cu1Nb3Si1315B9。
随着研究的不断进行,合金化元素几乎遍及整个元素周期表。
从合金的化学成份在合金中的作用看,可以分为4类: (1). 铁磁性元素:Fe、Co、Ni。
由于Fe基合金具有高Bs的优势,且纳米晶合金可以实现K和Ks同时为零,因而使L值很高、损耗很低,价格便宜,成为当今研究开发的中心课题。
非晶和纳米晶合金的比较
铁基非晶合金在工频和中频领域，正在和硅钢竞争。
铁基非晶合金和硅钢相比，有以下优缺点。
1）铁基非晶合金的饱和磁通密度Bs比硅钢低但是，在同样的Bm下，铁基非晶合金的损耗比0.23mm厚的3％硅钢小。
一般人认为损耗小的原因是铁基非晶合金带材厚度薄，电阻率高。
这只是一个方面，更主要的原因是铁基非晶合金是非晶态，原子排列是随机的，不存在原子定向排列产生的磁晶各向异性，也不存在产生局部变形和成分偏移的晶粒边界。
因此，妨碍畴壁运动和磁矩转动的能量壁垒非常小，具有前所未有的软磁性，所以磁导率高，矫顽力小，损耗低。
2）铁基非晶合金磁芯填充系数为0.84～0.863）铁基非晶合金磁芯的工作磁通密度1.35T～1.40T，硅钢为1.6T～1.7T。
铁基非晶合金工频变压器的重量是硅钢工频变压器的重量的130％左右。
但是，即使重量重，对同样容量的工频变压器，磁芯采用铁基非晶合金的损耗，比采用硅钢的要低70％～80％。
4）考虑损耗，总的评估价为89％假定工频变压器的负载损耗（铜损）都一样，负载率也都是50％。
那么，要使硅钢工频变压器的铁损和铁基非晶合金工频变压器的一样，则硅钢变压器的重量是铁基非晶合金变压器的1?8倍。
因此，国内一般人所认同的抛开变压器的损耗水平，笼统地谈论铁基非晶合金工频变压器的重量、成本和价格，是硅钢工频变压器的130％～150％，并不符合市场要求的性能价格比原则。
国外提出两种比较的方法，一种是在同样损耗的条件下，求出两种工频变压器所用的铜铁材料重量和价格，进行比较。
另一种方法是对铁基非晶合金工频变压器的损耗降低瓦数，折合成货币进行补偿。
每瓦空载损耗折合成5～11美元，相当于人民币42～92元。
每瓦负载损耗折合成0.7～1.0美元，相当于人民币6～8.3元。
例如一个50Hz，5kVA单相变压器用硅钢磁芯，报价为1700元/台；空载损耗28W，按60元人民币/W计，为1680元；负载损耗110W，按8元人民币/W计，为880元；则，总的评估价为4260元/台。
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。
Fe基纳米晶_铁氧体复合材料磁粉芯制备及其软磁性能
Fe基纳米晶/铁氧体复合材料磁粉芯制备及其软磁性能3钟传鹏1,朱正吼1,黄渝鸿2(1.南昌大学材料科学与工程学院,江西南昌330031;2.中国工程物理研究院,四川绵阳621000)摘 要: 用Mn2Zn铁氧体溶胶对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5 B9纳米晶包覆,模压成型制备复合磁粉芯,并研究了铁氧体溶胶量、热处理工艺及测试温度等因素对复合材料磁粉芯软磁性能的影响。
实验结果表明,随着铁氧体溶胶量的增加,磁粉芯的磁导率减小,而Q值却随铁氧体溶胶量的增加有微小的增大。
复合材料磁粉芯在热处理工艺为2h,500℃时,测试频率为500k Hz,磁导率达到最大值。
复合磁粉芯的品质因数Q值在200～1000k Hz频段中,具有波动性,Q值在500k Hz 时达到51。
测试温度对复合磁粉芯的磁导率和品质因数均有影响,测试温度从30℃升高到80℃时,磁导率从60.1降低到58.4,变化率为2.8%,而品质因数从59下降到54。
关键词: Mn2Zn铁氧体;复合材料磁粉芯;磁导率;品质因数中图分类号: O441.2;TQ333.93文献标识码:A 文章编号:100129731(2008)11217952041 引 言Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9铁基纳米晶软磁材料“Finemet”作为纳米晶材料的一个典型代表,因其具有高磁导率、低铁损等优点,已在很宽的领域内代替Co 基和Fe基非晶用于共模扼流圈、高频开关电源、高频逆变器、零序互感器等许多电气元件[1,2]。
Fe73.5 Cu1Nb3Si13.5B9铁基纳米晶制备而成的磁粉芯已在电子行业开始广泛应用。
随着日新月异的科技发展,对磁粉芯性能的要求也在不断的提高,因此,如何改进其性能成为研究的一大挑战。
锰锌铁氧体又称磁性陶瓷,是具有尖晶石结构的软磁铁氧体材料,与金属磁性材料相比,它具有电阻率高、涡流损耗小等特点。
因其具有高磁导率、低矫顽力和低功率损耗等物理化学性能,被广泛应用于电子、航空等工业,主要用来制造高频变压器、感应器、记录磁头和噪声滤波器等[3]。
一体成型电感用软磁粉末应用现状及发展趋势
一体成型电感用软磁粉末应用现状及发展趋势一、内容描述随着电子技术的飞速发展，一体成型电感(InMold Electrolytic Capacitor,IMC)已经成为现代电子产品中不可或缺的关键元器件。
作为一种新型的电感技术，一体成型电感具有尺寸小、重量轻、性能优越等优点，因此在手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子产品中得到了广泛应用。
而软磁粉末作为一体成型电感的重要材料，其应用现状及发展趋势对于推动一体成型电感技术的发展具有重要意义。
本文首先介绍了一体成型电感的基本原理和结构特点，然后分析了软磁粉末在一体成型电感中的应用现状，包括原材料、生产工艺和性能测试等方面。
从市场需求和技术趋势两个方面对一体成型电感用软磁粉末的应用现状进行了详细阐述。
针对当前存在的问题和挑战，提出了一体化粉末冶金技术在一体成型电感制造中的应用前景，以期为我国一体成型电感产业的发展提供有益的参考。
A. 研究背景和意义一体成型电感(InMold Integrated Inductance,简称IML)是一种新型的电感技术，它将电感器与基板一体化制造，具有更高的可靠性、更小的尺寸和重量以及更好的散热性能。
随着电子行业的发展和对高性能、低功耗电子器件的需求不断增加，一体成型电感技术在各个领域得到了广泛的应用。
传统的软磁粉末材料在一体成型电感中的应用仍存在一些问题，如粉末颗粒尺寸较大、烧结过程中易产生气孔等，这些问题限制了一体成型电感性能的进一步提升。
研究和开发适用于一体成型电感的新型软磁粉末材料具有重要的理论和实际意义。
研究和开发适用于一体成型电感的新型软磁粉末材料有助于提高一体成型电感的整体性能。
通过优化粉末的成分和工艺参数，可以实现对粉末颗粒尺寸、磁性强度、矫顽力等性能的精确控制，从而提高一体成型电感的磁性能、饱和感应强度和温升等关键性能指标。
新型软磁粉末材料还可以通过引入具有特殊功能的纳米颗粒或功能基团来实现对一体成型电感的特殊性能要求，如高导热性、高耐腐蚀性等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ferrite Nanocrystalline
10000
100000
1000000
1E7
1E8
Frequency F (Hz)
图4、铁芯频率电感曲线
Ferrite 40×25×20mm φ1.8mm-13Ts Nanocrystalline 30×20×15mm φ1.8mm-11Ts
Ferrite Nano
Ferrite Nanocrystalline
Байду номын сангаас
10000
100000
1000000
1E7
1E8
Frequency F (Hz)
图2、铁芯频率电感曲线
Ferrite 40×25×20mm φ1.8mm-13Ts Nanocrystalline 40×25×15mm φ1.8mm-13Ts
Ferrite Nano
Ferrite 40×25×20mm φ1.8mm-13Ts Nanocrystalline 30×20×15mm φ1.8mm-11Ts
16000 14000 12000 10000
Ferrite Nano
Impedance Z (Ω)
8000 6000 4000 2000 0 -2000 1000
20
15
Inductance L（mH）
10
5
Ferrite Nanocrystalline
0
-5 1k 10k 100k 1M 10M 100M
Frequency F （Hz）
替代方案 尺寸（mm）线径（mm） 圈数（Ts） 绕线工时（个） 磁芯（g） 铜线（g） 总质量（g） 总体积（cm3） 铁氧体 A102（12K） 40×25×20 1.8 13 1 73g 37 112 46.36 纳米晶 30×20×15 1.8 11 1 33g 30 68 26.96 说明：在保证性能的前提下，替代方案较之前方案，总重量下降39.2%，总体积下降41.8%，铜线用 量减少19%， 绕线工序工时下降15%。 图3、铁芯频率阻抗曲线
20
15
Inductance L（mH）
10
5
Ferrite Nanocrystalline
0
-5 1k 10k 100k 1M 10M 100M
Frequency F （Hz）
图1、铁芯频率阻抗曲线
Ferrite 40×25×20mm φ1.8mm-13Ts Nanocrystalline 40×25×15mm φ1.8mm-13Ts
16000 14000 12000 10000
Ferrite Nano
Impedance Z (Ω)
8000 6000 4000 2000 0 -2000 1000
案列1 尺寸（mm）线径（mm） 圈数（Ts） 绕线工时（个） 重量（g） 铜线（g） 总质量（g） 总体积（cm3） 铁氧体A102（12K）40×25×20 1.8 13 1 73 37 112 46.36 纳米晶 40×25×15 1.8 13 1 66 39 114 42.09 说明：对比类似尺寸的两种材质的电感，纳米晶电感的阻抗和电感要远高于铁氧体电感。