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。
高速电机 软磁材料
高速电机软磁材料
在高速电机应用中，选择合适的软磁材料对电机的性能至关重要。
软磁材料是指具有较低的磁滞损耗和高磁导率的材料，能够有效地传导和集中磁场。
以下是一些常用的软磁材料在高速电机中的应用：
1. 硅钢片（Silicon Steel）：硅钢片是最常用的软磁材料之一，广泛应用于高速电机。
硅钢片由高硅含量的冷轧电工钢制成，具有低磁滞损耗和高饱和磁感应强度。
这使得硅钢片在高速电机中能够减小涡流损耗和磁滞损耗，提高电机的效率和性能。
2. 铁氧体（Ferrite）：铁氧体是一类陶瓷磁性材料，具有较高的电阻率和磁导率。
由于其低导电性，铁氧体在高速电机中能够抑制涡流损耗。
此外，铁氧体具有良好的耐高温性能和耐腐蚀性能，适用于高温和恶劣环境下的电机应用。
3. 高能量磁体（High Energy Magnets）：高能量磁体（如钕铁硼磁体）在高速电机中也扮演重要角色。
这些磁体具有较高的磁能积（磁能密度），能够提供强大的磁场和高电机效率。
高能量磁体通常用于电机的永磁励磁系统，提供稳定和高效的磁场。
4. 高温磁体（High-Temperature Magnets）：对于高速电机应用中的高温环境，如航空航天领域，需要选择能够在高温条件下保持较高磁性能的软磁材料。
一些高温磁体材料，如钴磁体和铱钍磁体，具有优异的磁性能和高温稳定性。
选择合适的软磁材料需要考虑电机的工作条件、性能要求和成本等因素。
不同的软磁材料具有不同的特性和适用范围，因此在设计和
制造高速电机时，要根据具体需求选择最合适的软磁材料。
常见软磁材料
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
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
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》课件
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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。
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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DT4E
3.1 矫顽力（Hc）:磁场强度从饱和状态单调变化所得到的矫顽磁场强度值，单位符号为A/m。
3.2 最大磁导率（μ
max ）：对应正常磁化曲线上磁导率的最大值，单位符号为H/m×10
-3。
6.1 化学成分
6.1.1 钢带的化学成分（熔炼成分）应符合表3的规定。
表3 牌号化学成分％
C Si Mn P S Alt
DT4E ≤0.010 ≤0.30 ≤0.40 ≤0.10 ≤0.030 ≤0.050 6.4 磁性能
6.4.1 退火磁性能
退火后的磁性能应符合表5的规定，试样的退火条件和工艺按10.5的规定。
1j79合金材料
产品名称: 1j79合金材料
产品型号: 坡莫合金软磁合金铁镍合金
简单介绍
1j79合金材料具有滋滞伸缩系数小，易导磁，退磁快，矫顽力小，涡损低等特点，使用涵盖了工频，中频至高频整个频率范围，产品有有扁带形，圆形，盘条，锻件，圆钢等形态交货，朝展产品起订量低，主要用于开关电源变压器、精密互感器、漏电开关互感器、磁屏蔽、磁轭以及弱磁场下应用的高灵敏度小型功率变压器零序电源互感器、小功率磁放大器，高频电源。
1j79合金材料的详细介绍
朝展金属1J79的标准化学成份
1J79是一种常用的铁镍合金（软磁合金）也可以称为坡莫合金，它主要通过镍与铁的合理搭配，来实现足够的导磁率及磁饱和感应强度。
1J79还添加钼、铜等这些元素，目的是增加材料的电阻率，以减小做成铁芯后的涡流损失。
同时，添加元素也可以提高材料的硬度，这尤其有利于作为磁头等有磨损的应用。
1J7 9合金的生产过程比较复杂，例如，板材轧制的工艺、退火温度、时间、退火后的冷却快慢等都对材料最终的磁性能有很大影响。
目前公司已有成熟生产工艺，生产出来的1J79产品常常用在中高频变压器的铁芯或者对灵敏度有严格要求的器件中。
1J79的矫顽力和剩磁低，直流磁性能优良，适宜在弱磁场中使用，主要用于精密仪表微弱信号的传递和转换元件中、电路中漏电检测、微弱磁场的屏蔽等，如屏蔽罩等。
1J79的各种厚度的磁性能介绍：
1j79合金材料热处理方案：
退火应该在干燥氢气或裂化氨气（露点温度<-40℃）中进行。
适合的热处理温度范围为A℃，保温时间2-8小时。
尤其是在A℃之间冷却时很重要，这能明显影响电磁性能。
在5-6 小时炉冷至大约A℃可以得到很好的电磁性能。
以3-6K/min的冷却速率炉冷至A℃可以得到最大的磁导率。
若要得到特别高的磁导率，就必须在更高温度时出炉，并取决于冷却速度。
（具体温度来电询）
最终热处理之后工件不能再承受机械应力，任何的塑性变形都会损害电磁性能。
不同的化学成分，尤其是Ni 和Mo元素的含量，会影响大多数关键的退火参数，如冷却速率、出炉和回火温度等，以得到合适的电磁性能。
可以通过不同的退火工艺得到最好的电磁性能，如可以采用井式炉或连续退火炉，详细请咨询我们的技术部门。
1j79合金材料热处理调质方案：当出现按标准热处理方法仍没有达到磁性能要求是所进行的一种调质。
主要原理是通过中温回火提高产品强度，获得较好的弹性极限，屈服极限，使磁性能对应变较不敏感。
调质方法：以小于500度每小时的速度升温到900度，保温3小时，以150度/小时的速度冷却到700度，吹风冷到室温，外热式氢气保护。
进行此种热处理的原因分析：1J79合金在900度时呈现面心立方体，在整个重复加温和冷却过程中不发生相变，这样处理可以使组织均匀，净化，随后调整冷速获得合适的有序相，产生所需的磁性能。
此种方案非常适合容易变形的薄壁小铁芯。
在整个调质过程中应当冲入氢气保护。
1j79合金材料二段式热处理方案：1150℃*3h一次退火,950℃*3h,1100℃*3h二段连续退火。
（矫顽力显著下降，饱和磁感应强度略有提高）
1j79合金材料加工方案
1.1j79合金材料成形
可采用通常的加工方法，加工数据可以从机械性能表中得到。
最终退火后的磁性状态是部件加工的特有的最终状态，它不适合作为任何加工的初始状态，否则电磁性能将被大幅度降低。
冷轧态最适合于冲压。
2.1j79合金材料机加工
冷加工态最适合于机加工。
这种材料的机加工性能和不锈钢差不多，需要低切削速率、冷却切削液、碳钢或高速钢刀具。
机加工完成后，朝展公司提醒：在退火之前必须尽量完全去除残留的油污、润滑剂或其它污渍，含有硫含量的油是有害物质。
3.1j79合金材料焊接
原则上很多焊接工艺都合适，但是最好采用点焊。
4.1j79合金材料耐腐蚀性
在潮湿空气中的耐腐蚀性好，但不适合于侵蚀性介质。
5.1j79合金材料产品形式
朝展产品：带材、板材、棒材、丝材。
1j79合金材料产品用途
灵敏度高，尺寸精，体积小，高频损耗小，时间和温度稳定性好的电子元器件。
朝展产品形式
1.板材及薄板
供货状态：热轧或冷轧，退火态，经酸洗/光亮处理
2.圆板和圆环
供货状态：热轧或锻材，退火态，经酸洗或机加工
3.线材或丝材
供货状态：光亮拉丝，1/4H 硬化至H全硬化，光亮退火态。
规格：φ0.01～15mm，卷盘或直条。
4.棒材
供货状态：锻材、热轧材、冷拉料，退火态，经酸洗、机加工或打磨。
5.锻件
供货状态：按要求提供不规则形状的锻件。
6.带材
供货状态：0.01mm-5.0mm,冷轧，退火态，经酸洗或光亮退火。
7.扁丝，扁带
供货状态：横截面近似椭圆角的扁平矩形1/4H 硬化至H全硬化异型金属丝，厚度0.02mm到5mm，宽度一般比较小，宽厚比从1:1至50:1之间，精度最高3µm。