磁性材料的特点和分类
磁性材料的分类与应用
磁性材料的分类与应用在现代科技的发展进程中，磁性材料扮演着至关重要的角色。
从日常生活中的电子设备到工业领域的大型机械，磁性材料的应用无处不在。
那么，磁性材料都有哪些分类？它们又在哪些领域发挥着重要作用呢？让我们一起来探索。
磁性材料按照其磁性能的不同，可以大致分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料三大类。
软磁材料具有高磁导率和低矫顽力的特点。
这意味着它们容易被磁化，也容易退磁。
常见的软磁材料有电工纯铁、硅钢片、坡莫合金以及软磁铁氧体等。
软磁材料在电子电路中有着广泛的应用，比如变压器的铁芯。
变压器是电力传输和分配系统中的关键设备，而软磁材料制成的铁芯能够有效地提高变压器的效率，减少能量损耗。
此外，在电感器、滤波器等电子元件中，软磁材料也发挥着重要作用，能够实现对电流和电压的调节与滤波，保证电子设备的稳定运行。
硬磁材料则具有高矫顽力和高剩磁的特性，一旦被磁化，就能够保持较强的磁性。
典型的硬磁材料包括铝镍钴合金、钕铁硼永磁材料等。
硬磁材料的主要应用领域是制造永磁电机。
永磁电机在新能源汽车中得到了广泛的应用，相比传统的感应电机，永磁电机具有更高的效率和功率密度，能够有效提升汽车的续航里程和性能。
另外，在风力发电领域，永磁直驱风力发电机由于省去了齿轮箱等传动部件，提高了系统的可靠性和效率，而其中的关键部件就是硬磁材料制造的永磁体。
在医疗领域，硬磁材料制成的磁共振成像（MRI）设备，能够为医生提供清晰的人体内部结构图像，帮助诊断疾病。
矩磁材料具有矩形磁滞回线的特点。
常见的矩磁材料有镁锰铁氧体等。
矩磁材料在计算机的存储器中有着重要应用。
在数字信息存储中，矩磁材料能够实现信息的准确记录和快速读取，为计算机的高速运行提供保障。
除了以上常见的分类，磁性材料还可以根据其成分和结构的不同，分为金属磁性材料和非金属磁性材料。
金属磁性材料如纯铁、坡莫合金等，具有良好的导电性和磁性能，但价格相对较高。
非金属磁性材料如铁氧体，价格相对较低，在一些对成本敏感的应用中具有优势。
凝聚态物理中的磁性与磁性材料
凝聚态物理中的磁性与磁性材料磁性是凝聚态物理中极其重要的研究领域，它涉及理论与实验方面的多个方向。
磁性材料作为磁性研究的核心，具有广泛的应用价值。
本文将介绍凝聚态物理中的磁性及其与磁性材料的关系。
一、磁性的基本概念磁性是物质在外加磁场下表现出的一种性质。
目前已知的磁性体系主要包括铁磁、亚铁磁、顺磁和抗磁体系。
在这四个体系中，铁磁体系是指在外加磁场下表现出较强磁化强度，而且在磁场消失后仍能保持较高磁化强度的物质。
亚铁磁体系则是在外加磁场下磁化强度较弱，而且在磁场消失后磁化强度也会迅速减小的物质。
顺磁体系是指在外加磁场下磁化强度与磁场强度成正比的物质。
抗磁体系是指在外加磁场下表现出较弱的抵抗磁化的能力。
磁性的基本概念对于理解磁性材料的特性以及应用具有重要的指导意义。
二、磁性材料的分类根据磁性材料的性质和结构特点，可以将其分为软磁材料和硬磁材料两大类。
1. 软磁材料软磁材料是指在变化的外加磁场下，其磁化过程能够快速地反应并达到非常高的磁导率，从而使得磁场能够有效地穿透和传导。
软磁材料一般具有高磁导率、低磁滞、低饱和磁感应强度等特点。
常见的软磁材料包括硅钢、镍铁合金等。
2. 硬磁材料硬磁材料是指在外加磁场下，其磁化能够较长时间地保持在较高的水平，并且在磁场消失后仍能保持一定的磁化强度。
硬磁材料一般具有高磁滞、高饱和磁感应强度等特点。
常见的硬磁材料包括钕铁硼、钫钴等。
三、磁性与凝聚态物理的关系磁性是凝聚态物理研究的重要方向之一，在现代凝聚态物理学中具有广泛的应用和深入的理论研究。
凝聚态物理学研究磁性的主要目标是揭示磁性现象背后的物理机制，建立与之相关的物理模型，并进行理论计算和实验验证。
通过研究磁性材料的物理性质，可以深入了解物质的结构、自旋和电子运动等基本特性，为先进材料的研发提供重要的理论基础和实验依据。
四、磁性材料的应用领域磁性材料具有广泛的应用价值，在多个领域中发挥重要作用。
1. 信息存储在计算机、磁盘、磁带等信息存储设备中，磁性材料作为存储介质，能够实现信息的读写和存储。
磁性材料有哪些
磁性材料有哪些
磁性材料是一类可以产生磁场并对外界磁场作出响应的材料，广泛应用于电子、通讯、医疗、能源等领域。
磁性材料主要分为铁磁性材料、铁氧体、钕铁硼磁体和软磁材料等几大类。
下面我们将分别介绍这些磁性材料的特点和应用。
铁磁性材料是最常见的一类磁性材料，具有良好的磁导性和磁导率，主要包括铁、镍、钴及其合金。
铁磁性材料在电机、变压器、传感器等领域有着广泛的应用，其磁性能稳定，能够长时间保持磁性。
铁氧体是一类氧化铁和过渡金属氧化物组成的磁性材料，具有较高的磁导率和
电阻率，广泛应用于电磁波吸收、微波器件、电感器等领域。
铁氧体材料在电磁兼容性方面表现出色，能够有效抑制电磁干扰，保障电子设备的正常工作。
钕铁硼磁体是一种稀土永磁材料，具有极高的磁能积和矫顽力，被广泛应用于
电机、传感器、声学器件等领域。
钕铁硼磁体在小型化、轻量化设备中有着重要的地位，其磁性能稳定，能够长时间保持高磁感应强度。
软磁材料是一类低矫顽力、低磁能损耗的磁性材料，主要包括硅钢片、镍铁合
金等。
软磁材料在变压器、电感器、传感器等领域有着重要的应用，其磁化特性稳定，能够有效降低铁芯损耗，提高电能转换效率。
总的来说，磁性材料在现代工业和科技领域中有着重要的地位，不同类型的磁
性材料在不同领域具有各自独特的应用优势。
随着科技的不断发展，磁性材料的研究和应用将会更加广泛和深入，为人类社会的进步和发展提供更多可能性。
磁性材料的基本特性及分类参数
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。
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。
磁性材料的分类以及特点
磁性材料的分类以及特点一、带绕铁芯硅钢片是一种合金，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12000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。
但高频下损耗急剧增加，一般使用频率不超过400Hz。
从应用角度看，对硅钢的选择要考虑两方面的因素：磁性和成本。
对小型电机、电抗器和继电器，可选纯铁或低硅钢片；对于大型电机，可选高硅热轧硅钢片、单取向或无取向冷轧硅钢片；对变压器常选用单取向冷轧硅钢片。
在工频下使用时，常用带材的厚度为0.2~0.35 毫米；在400Hz 下使用时，常选0.1 毫米厚度为宜。
厚度越薄，价格越高。
2、坡莫合金坡莫合金常指铁镍系合金，镍含量在30~90%范围内。
是应用非常广泛的软磁合金。
通过适当的工艺，可以有效地控制磁性能，比如超过十万的初始磁导率、超过一百万的最大磁导率、低到千分之二奥斯特的矫顽力、接近1 或接近零的矩形系数，具有面心立方晶体结构的坡莫合金具有很好的塑性，可以加工成1 微米的超薄带及各种使用形态。
常用的合金有1J50、1J79、1J85等。
1J50 的饱和磁感应强度比硅钢稍低一些，但磁导率比硅钢高几十倍，铁损也比硅钢低2~3倍。
做成较高频率(400~8000Hz)的变压器，空载电流小，适合制作100 瓦以下小型较高频率变压器。
1J79 具有好的综合性能，适用于高频低电压变压器，漏电保护开关铁芯、共模电感铁芯及电流互感器铁芯。
磁性材料分类
磁性材料分类
磁性材料是指具有一定磁性的物质，根据其磁性特性的不同，磁性材料主要可以分为三类：铁磁材料、铁氧体材料和非铁磁材料。
1. 铁磁材料：铁磁材料是指能够持续保持较强磁性的材料，它们在外部磁场作用下，可以产生自发磁化，且除去磁场作用后，能够保持一定程度的剩磁。
典型的铁磁材料包括铁、镍、钴以及它们的合金，如铁氧体、钐铁氧体等。
这类材料在电磁机械、电磁传感器、磁记录介质等领域有广泛应用。
2. 铁氧体材料：铁氧体材料以含铁氧化物为主要成分，由铁氧体晶粒与其他成分组成的复合材料。
铁氧体材料具有优良的磁特性、高温稳定性、低价格等优点，广泛应用于电力电子、电子通信、电子计算机等领域。
根据铁氧体的晶粒结构不同，铁氧体材料又可以分为软磁铁氧体和硬磁铁氧体两类。
软磁铁氧体具有高导磁率和低磁滞损耗等特点，适用于高频的电感元件、变压器等；硬磁铁氧体则具有高矫顽力和高剩磁等特点，适用于永磁体、电机等领域。
3. 非铁磁材料：非铁磁材料是指在外加磁场下，几乎不发生自发磁化的材料。
常见的非铁磁材料包括铜、铝、木材、玻璃等。
这些材料的磁导率接近于1，磁化率极小，几乎不受磁场影响。
非铁磁材料在电子设备、通信设备、建筑装饰等领域有广泛应用。
总结起来，磁性材料主要分为铁磁材料、铁氧体材料和非铁磁
材料三类。
铁磁材料具有较强磁性和剩磁特性，适用于电磁机械等领域；铁氧体材料具有高温稳定性和优良的磁特性，广泛应用于电力电子领域；非铁磁材料几乎不受磁场影响，适用于电子设备和建筑装饰等领域。
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
磁性材料分类
磁性材料分类磁性材料是一类具有磁性的材料，广泛应用于电子、通讯、医疗、汽车等领域。
根据其磁性特性和组成成分的不同，磁性材料可以分为多种类型。
本文将对磁性材料的分类进行介绍，以便读者更好地了解和应用这一类材料。
1. 永磁材料。
永磁材料是一种具有永久磁性的材料，能够在外加磁场的作用下保持一定的磁性。
永磁材料按其组成和性能可分为金属永磁材料和非金属永磁材料两大类。
金属永磁材料主要包括铁氧体、钕铁硼、钴磁体等；非金属永磁材料主要包括铁氮合金、铁碳合金等。
永磁材料具有高矫顽力、高矫顽温度、良好的抗腐蚀性能等特点，被广泛应用于电机、传感器、磁性存储等领域。
2. 软磁材料。
软磁材料是一种在外加磁场下能够快速磁化和去磁化的材料，主要用于电力变压器、电感线圈、电子设备等场合。
软磁材料按其磁性能可分为高导磁材料和低导磁材料两大类。
高导磁材料主要包括硅钢片、镍铁合金等；低导磁材料主要包括铁氧体、铁硅铝合金等。
软磁材料具有低磁滞、低涡流损耗、高饱和磁感应强度等特点，能够有效地控制和利用磁场能量。
3. 硬磁材料。
硬磁材料是一种在外加磁场下能够保持较强磁性的材料，主要用于制造永磁体、磁记录材料等。
硬磁材料按其磁性能可分为高矫顽力材料和高矫顽温度材料两大类。
高矫顽力材料主要包括钴磁体、钕铁硼等；高矫顽温度材料主要包括铝镍钴、钴铁等。
硬磁材料具有良好的矫顽力、矫顽温度和磁能积，能够保持稳定的磁性能，被广泛应用于电机、传感器、磁记录等领域。
4. 磁性功能材料。
磁性功能材料是一种具有特定磁性功能的材料，主要用于磁传感器、磁存储器、磁耦合器等领域。
磁性功能材料按其功能可分为磁敏材料、磁光材料、磁阻变材料等。
磁性功能材料具有响应速度快、灵敏度高、能耗低等特点，能够满足不同领域对磁性功能的需求。
总结。
磁性材料是一类具有重要应用价值的材料，其分类主要基于磁性特性和组成成分。
不同类型的磁性材料具有不同的特点和应用领域，能够满足各种工程和科学需求。
- 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)。
磁性材料的特点和分类
磁性材料主要分为永磁材料与软磁材料。
永磁材料又称硬磁材料，磁体经过外加磁场以后能长期保留其强磁性，特点是矫顽力（Hc）高。
一般其矫顽力Hc≥10A4/m。
磁能积（BH）max大。
软材料是加磁场后即容易磁化，也容易退磁的磁性材料，特点是矫顽力小，一般其矫顽力Hc≤10A3/m。
永磁材料四种主要磁特性
（1）高的最大的磁能积最大磁能积（BH）max是永磁材料单位体积存储和可利用的最大磁能量密度的量度。
（2）高的矫顽力矫顽力（Hc）是永磁材料磁和非磁的干扰而保持其永磁性的量度。
（3）高的剩余磁通密度（Br）和高的剩余磁化强度（Mr）它们是具有空气隙中磁场强度的量度。
（4）高的稳定性即对外加干扰磁场和温度、振动等环境因素的变化的高稳定性。
永磁材料的主要分类
（1）金属永磁材料：这是一种发展和应用都比较早的以铁和铁元素（如镍、钴等）为重要元素组成的合金永磁材料，主要有稀土永磁（如钕铁硼稀土合金永磁），铝镍钴（AINiCo）系和铁铬钴（FeCrCo）系三大永磁合金。
（2）铁氧体永磁材料：这是以Fe2O3为主要元素组成的复合氧化物的强磁材料，其特点是电阻率高，特别有利于在搞频和微波使用。
如钡铁氧体永磁材料，锶铁氧体永磁材料等。
（3）其它永磁材料：如微粉永磁材料，纳米永磁材料，胶塑永磁材料等。
软磁材料的主要特点
（1）低的矫顽力Hc：显示磁性材料即容易外加磁场磁化，又容易受到加磁场或其他因素退磁，而且磁损耗也低。
（2）高的饱和磁通密度Bs和高的饱和磁化强度Ms：这样荣故意得到高的磁导率µ和低的矫顽力Hc,也可以提高磁通密度。
（3）低的磁损耗和电损耗：这就要求低的矫顽力Hc和高的电阻率。
（4）高的稳定性：对温度、震动等环境因素的变化具有高的稳定性。
软磁材料的主要分类
(1)铁氧体软磁材料:是一系列含有氧化铁的复合氧化物材料（或称为陶瓷材料），特点是饱和磁感应强度低（0.5T以下）但是磁导率比较高。
电阻率也很高，一般使用在高频下。
如锰锌铁氧体（Mn-Zn Cores）、镁锌铁（Mg-Zn Cores）。
（2）金属软磁材料：与铁氧体软磁材料相比具有高的饱和磁感应强度低的矫顽力。
主要有铁系类软磁如工业纯铁、铁粉芯（Iron Powder Cores）;铁镍合金类软磁，如铁镍鉬磁粉芯(MPP Cores)、高磁通铁镍磁粉芯（High Flux Cores）等；铁硅合金类软磁，如铁硅铝磁粉芯（Sendudt Cores）、硅钢片等。
（3）非晶软磁材料和纳米晶软磁材料：是20世纪后期发展起来的新软磁材料。
金属磁粉芯是由金属磁性粉粒，经表面绝缘包覆，与绝缘介质（有机或无机类黏合剂）混合压制而成的一种软磁材料。
由于金属磁性粉粒很小，又被非磁性绝缘膜物质隔开，因此，一方面可以隔绝涡流，材料适用与较高频率，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。
同时磁粉芯内有天然的气隙分布特性，极其合适储能性电感器的使用，又由于磁性粉末颗粒尺寸小，基本上不会发生集肤效应，磁导率随频率的变化也就较为稳定。
磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、颗粒大小和形状、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。
由于金属磁粉芯内有天然的气隙分布存在，具有软饱和的特性，较铁氧体而言有很大的优势，其直流偏置不存在铁氧体具有的硬饱和，而是随着直流偏置力的增加，其磁导率以预期方式缓慢降低。