纳米晶带材和非晶带材的特点
非晶纳米晶软磁材料都有哪些
如果金属或合金的凝固速度非常快（例如用每秒高达一百万度的冷却速率将铁－硼合金熔体凝固），原子来不及整齐排列便被冻结住了，其排列方式类似于液体，是混乱的，这就是非晶合金。
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非晶软磁合金材料的种类：1、铁基非晶合金铁基非晶合金：主要元素是铁、硅、硼、碳、磷等。
它们的特点是磁性强（饱和磁感应强度可达1.4-1.7T ）、磁导率、激磁电流和铁损等软磁性能优于硅钢片，价格便宜，最适合替代硅钢片，特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3－1/5），代替硅钢做配电 变压器可降低铁损60－70%。
铁基非晶合金的带材厚度为0.03毫米左右，广泛应用于中低频变压器的铁心（一般在10千赫兹以下），例如配电变压器、中频变压器、大功率电感、电抗器等。
2、铁镍基非晶合金铁镍基非晶合金：主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成，它们的磁性比较弱（饱和磁感应强度大约为1T以下），价格较贵，但磁导率比较高，可以代替硅钢片或者坡莫合金，用作高要求的中低频变压器铁心，例如漏电开关互感器。
3、钴基非晶合金钴基非晶合金：由钴和硅、硼等组成，有时为了获得某些特殊的性能还添加其它元素，由于含钴，它们价格很贵，磁性较弱（饱和磁感应强度一般在1T以下），但磁导率极高，一般用在要求严格的军工电源中的变压器、电感等，替代坡莫合金和铁氧体。
4、纳米(超微晶)软磁合金材料由于非晶合金中原子的排列是混乱无序的这种特殊结构，使得非晶合金具有一些独特的性质。
安徽华晶机械有限公司位于安庆长江大桥经济开发区。
是人民解放军第4812工厂全资子公司。
公司经营以机械制造为主，拥有各类专业生产、检验试验设备94台（套），涉及铸造、橡胶制品、压力容器、制造等多个行业，主要从事非晶软磁设备、空压机及气源设备、橡胶件（含特种橡胶件）、餐余垃圾处理设备、铸件、机械加工等产品的研制、生产、经营和服务。
非晶
非晶、超微晶、纳米晶、AMORPHOUS互感器磁环非晶、超微晶、纳米晶、AMORPHOUS互感器磁环产品简介铁基纳米晶（超微晶）非晶互感器磁环铁芯及带材（FeCuNbSiB-1K107）性能特点：牌号：（FeCuNbSiB相当于国际牌号1K107）具有超微细晶粒（10-20mm）结构，很高的初始磁导率，高饱和磁感，低铁损和优良的稳定性。
应用领域：◇精密电流、电压互感器铁芯◇漏电开关铁芯◇共模、差模电感铁芯◇大功率中频、变压器铁芯◇开关电源、磁放大器铁芯◇尖峰抑制器及霍尔传感器铁芯可以配套开气隙生产！NbCuFeSiB纳米晶软磁材料是利用制备非晶带材的工艺，首先获得非晶态材料，经热处理后其微观结构形成尺寸为20nm的α-Fe（si）微晶，而表现为优异的软磁特性，因此称为超微晶材料或纳米晶材料。
在纳米晶软磁材料发现以前，普遍使用的软磁材料是硅钢、坡莫合金、铁氧体及非晶合金。
它们在开关电源、电力、电子仪器、仪表行列中发挥着重要作用，但又各有自身特点。
硅钢具有高的饱和磁感、但其有效磁导率低，特别是在高频率范围内；铁氧体其高频损耗特性好，但饱和磁感及导磁率较低；坡莫合金具有较高初始磁导率，低的矫顽力Hc，磁性能稳定，但Bs不够高，频率大于10KHz时，损耗和有效磁导率不理想，价格较昂贵，加工和热处理复杂。
钴基非晶合金具有较高的磁导率，在宽的频率范围内具有低的损耗，但是Bs 值低，价格昂贵；而具有高Bs值价格低廉的铁基非晶合金，由于其有效磁导率值较低而限制了它的应用。
纳米晶合金则具有优异的综合磁性能，高的磁导率（μo≥100000，μm≥1000000），高的饱和磁感（Bs＝1.2T），低的损耗（P0.2／50KHz＝15w／kg），可取代目前市场上所有的软磁材料，广泛应用于大功率开关电源、磁放大器、高频变压器、高频振流圈、电磁式剩余电流保护断路器、电流电压互感器，具有非常广泛的应用前景。
影响非晶和纳米晶材料应力稳定性的重要因素是这两种材料热处理后均较脆，稍大的应力均会使材料破碎，引起矫顽力Hc上升，μI（μm）大大降低，近年来这一严重问题一直是阻碍纳米晶合金大量进入市场的重大难题。
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。
纳米晶材料
纳米晶材料纳米晶材料是一种由纳米级晶粒组成的材料。
晶粒是指材料中的晶体，晶体是由原子或分子按照规则排列形成的有序的结构。
通常情况下，晶体的晶粒是微米级别的，也就是数百到数千个纳米大小的原子或分子组成的。
而纳米晶材料的晶粒则更小，通常在10到100纳米之间。
纳米晶材料具有与传统晶粒不同的特性。
首先，由于晶粒的小尺寸，纳米晶材料的比表面积更大。
比表面积是指单位质量或单位体积的材料所拥有的表面积。
纳米晶材料的比表面积大，意味着它可以更好地吸附分子或离子，具有更多的化学活性。
这使得纳米晶材料在催化剂、传感器、储能材料等领域有着广泛的应用。
其次，纳米晶材料的晶界（晶粒之间的界面）对其性能也有重要影响。
传统晶粒的晶界主要是在晶粒之间形成的缺陷带，会导致材料的强度和导电性能下降。
然而，纳米晶材料的晶界是由高能边界原子构成的。
这些高能边界原子与晶粒内的原子相比，有着更高的位错密度和更大的局部应变，使得纳米晶材料具有更高的强度和韧性。
另外，纳米晶材料还具有优秀的磁学、光学和电学性能。
由于晶粒尺寸的减小，材料的电子结构发生改变，使得其光学吸收和发射性能有所提高。
此外，纳米晶材料中的电子和磁子行为也有明显的量子效应，如量子大小效应和量子磁效应等。
这些量子效应可以使纳米晶材料具有新的功能和特性，如磁性储存介质、光电器件等。
纳米晶材料的制备方法有很多种，包括气相法、溶液法、固相法等。
其中最常用的方法是溶液法和气相法。
溶液法是通过溶剂中的化学反应来制备纳米晶材料，如溶胶-凝胶法、沉淀法等。
气相法则是通过气相中的化学反应来制备纳米晶材料，如化学气相沉积法、热蒸发法等。
总的来说，纳米晶材料具有较大的比表面积、优异的力学性能以及独特的光学和电学性能。
这些特性使得纳米晶材料在能源、环境、医学等领域有着广泛的应用前景。
然而，纳米晶材料的制备和应用仍面临一些挑战，如纳米粒子之间的聚集问题、材料性能的稳定性等。
因此，还需要进一步的研究和发展，以解决这些问题，并推动纳米晶材料的应用。
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磁性材料一. 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洁排列。
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外形及磁化状态密切相关。
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.磁性材料的大体特性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 的转变曲线称为磁化曲线（M～H 或B～H曲线）。
磁化曲线一般来讲是非线性的，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达到一个肯定的饱和值Ms，继续增大H，Ms维持不变；和当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并非恢复为零，而是沿MsMr曲线转变。
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. 软磁材料的常常利用磁性能参数饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成份，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，取决于材料的成份及缺点（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，转变成顺磁性，该临界温度为居里温度。
它肯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的方式是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方式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，首先要按照电路的要求肯定器件的电压～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。
非晶超微晶(纳米晶)合金知识简介
非晶超微晶(纳米晶)合金知识简介非晶超微晶(纳米晶)合金知识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10－20纳米的微晶,弥散分布在非晶态的基体上，被称为超微晶或纳米晶材料. 纳米晶材料具有优异的综合磁性能:高饱和磁感(1.2Ｔ)、高初始磁导率(8万)、低Hc(0.32A/M）, 高磁感下的高频损耗低（P0.5T／20kHz＝30W/kg）,电阻率为80 微欧厘米，比坡莫合金(50-60微欧厘米)高,经纵向或横向磁场处理，可得到高Br(0.9)或低Br值(1000Gs). 是目前市场上综合性能最好的材料;适用频率范围：50Hz-100kHz，最佳频率范围：20kHz-50kHz.广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、互感器铁芯、漏电保护开关、共模电感铁芯.等．非晶合金的特点及分类非晶合金是一种导磁性能突出的材料，采用快速急冷凝固生产工艺，其物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列，它与硅钢的晶体结构完全不同，更利于被磁化和去磁。
典型的非晶态合金含80%的铁，而其它成份是硼和硅。
非晶合金材有下列特点：（1）非晶合金铁芯片厚度极薄，只有20至30um，填充系数较低，约为0．82。
（2）非晶合金铁芯饱和磁密低。
（3）非晶合金的硬度是硅钢片的5倍。
（4）非晶合金铁芯材料对机械应力非常敏感，无论是张引力还是弯曲应力都会影响其磁性能。
（5）非晶合金的磁致伸缩程度比硅钢片高约10％，而且不宜过度夹紧。
非晶合金具有的高饱和磁感应强度、低损耗（相当于硅钢片的1/3～1/5）、低矫顽力、低激磁电流、良好的温度稳定性等特点。
非晶合金可以从化学成分上划分成以下几类：（1）铁基非晶合金(Fe-based amorphous alloys)铁基非晶合金是由80%Fe及20%Si,B类金属元素所构成,它具有高饱和磁感应强度（1.54T），铁基非晶合金与硅钢的损耗比较：磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点，特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3－1/5），代替硅钢做配电变压器可节能60－70％。
非晶纳米晶软磁材料应用篇
非晶纳米晶软磁材料应用篇非晶、纳米晶软磁材料入门及应用设计(第二版)易明第二版序在第一版电子版发布时，本人报着学习和探求知识的态度，在日常工作之余为大家做出一点小小贡献，由于能力有限，特别是有关非晶类资料和信息较为单薄。
从第一版到现在已有3年时间，特别是近几年非晶行业高速发展，产品、设备和应用日新月异，此次将第一版的内容进行修改并补充是非常必要和及时的。
主要增加了非晶软磁材料的国内现状及产品补充，当前非晶行业的人员储备与发展已经远滞后于行业的发展，本书籍的出现如果能对非晶软磁行业的发展有一定贡献和推动作用的话，本人将深感欣慰。
非晶合金变压器的推广和普及将成为国家电网在2013 年重点推进领域,市场规模将在2012 年40-50 亿基础上翻倍至90-100 亿。
从国家政策和发展来看，非晶行业在3013年将有爆发式增长，同时进一步推动其他非变压器行业发展，非晶行业的发展步入高速之路。
在此次编写中，本着真实严谨的态度，让读者对国内非晶行业的现状和发展有一个清晰的认识。
更为重要的是，让刚刚接触非晶行业的朋友能更为直接的认识非晶软磁材料，所以在很多公式和段落中有备注和说明，希望对读者们有所帮助。
非晶软磁由于产品设计没有统一和标准化可循，更多时候靠的是设计人员的理论基础和实际操作的累积；如何把客户参数转变为非晶软磁产品的磁性能参数是有相当难度，所以一个优秀的设计工程师是要精通电学和磁学2个领域的知识，需要相当时间的学习和积淀，同时这也是目前国内非晶软磁行业发展的瓶颈所在。
加强行业交流、学习，共同提高自身能力和竞争力是提高非晶软磁行业的必行之路，本书籍本着抛砖引玉的目的，希望能有更多的行业精英参与和编写非晶软磁资料。
本资料主要针对于非晶入门和设计参考，引用公式理论以简单实用为根本，以便非晶行业和新入门朋友和设计人员可以简单快速的得出结果。
谨以此书献给在学习过程中给我帮助的每一位朋友、同事和老师，同时献给我的妻子和刚出生的孩子易境，表达我的感激之情。
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纳米晶带材和非晶带材的特点
纳米晶材料具有通常固体材料所没有的优异的力学和电磁特性。一般的纳米晶材料为粉
末、薄膜或细丝，因其尺度比较小，产业化比较困难。利用非晶晶化的方法可以制备纳米晶
带材、丝材和粉末。其中纳米晶磁性材料已经被广泛生产，达到实用规模。实验表明，非晶
的成分、制备工艺和随后晶化的方式都影响纳米晶的形成和以后的使用性能。
利用非晶纳米晶带材的巨磁阻抗效应制备一种磁传感器，在输出最大值的特定频率下，
研究与带材轴线平行和垂直方向磁场的输出特性。研究表明：在10.5 MHz附近的激励频率
作用下，传感器输出取得最大值；传感器对平行磁场有一段高灵敏的线性工作区间，不响应
垂直磁场；纳米晶带材GMI磁传感器的灵敏度高达0.6691 V/Oe，比非晶带材制备器件的灵
敏度0.1483 V/Oe好。