磁性材料的基本特性

1、一.磁性材料的基本特性磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲線磁性材料是由鐵磁性物質(zhì)或亞鐵磁性物質(zhì)組成的，在外加磁場(chǎng)H作用下，必有相應(yīng)的磁化強(qiáng)度M或磁感應(yīng)強(qiáng)度B，它們隨磁場(chǎng)強(qiáng)度H的變化曲線稱為磁化曲線(M～H或B～H曲線)。磁化曲線一般來(lái)說(shuō)是非線性的，具有2個(gè)特點(diǎn)：磁飽和現(xiàn)象及磁滯現(xiàn)象。即當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H足夠大時(shí)，磁化強(qiáng)度M達(dá)到一個(gè)確定的飽和值Ms，繼續(xù)增大H，Ms保持不變；以及當(dāng)材料的M值達(dá)到飽和后，外磁場(chǎng)H降低為零時(shí)，M并不恢復(fù)為零，而

2、是沿MsMr曲線變化。材料的工作狀態(tài)相當(dāng)于材料的工作狀態(tài)相當(dāng)于M～H曲線或曲線或B～H曲線上的某一點(diǎn)，該點(diǎn)常稱為工作曲線上的某一點(diǎn)，該點(diǎn)常稱為工作點(diǎn)。點(diǎn)。2.軟磁材料的常用磁性能參數(shù)?飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs:其大小取決于材料的成分，它所對(duì)應(yīng)的物理狀態(tài)是材料內(nèi)部的磁化矢量整齊排列；?剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br:是磁滯回線上的特征參數(shù)H回到0時(shí)的B值.矩形比:BrBs；?矯頑力Hc:是表示材料磁化難易程度的量，取決于材料的成分及缺陷（雜質(zhì)、應(yīng)力等）；?

3、磁導(dǎo)率m:是磁滯回線上任何點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的B與H的比值，與器件工作狀態(tài)密切相關(guān)；?初始磁導(dǎo)率mi、最大磁導(dǎo)率mm、微分磁導(dǎo)率md、振幅磁導(dǎo)率ma、有效磁導(dǎo)率me、脈沖磁導(dǎo)率mp；?居里溫度Tc:鐵磁物質(zhì)的磁化強(qiáng)度隨溫度升高而下降達(dá)到某一溫度時(shí)自發(fā)磁化消失轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判栽撆R界溫度為居里溫度.它確定了磁性器件工作的上限溫度；?損耗P:磁滯損耗Ph及渦流損耗PeP=PhPe=afbf2cPeμf2t2r降低磁滯損耗Ph的方法是降低矯頑力Hc；降低渦流

4、損耗Pe的方法是減薄磁性材料的厚度t及提高材料的電阻率r；?在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關(guān)系為:總功率耗散（亳瓦特）表面積（平方厘米）14~160在粉末磁芯中具有最高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，最高的直流偏壓能力；磁芯體積小。主要應(yīng)用于線路濾波器、交流電感、輸出電感、功率因素校正電路等在DC電路中常用，高DC偏壓、高直流電和低交流電上用得多。價(jià)格低于MPP。(3).鐵硅鋁粉芯(SENDUSTCes)鐵硅鋁粉芯可在8KHz以上頻率下使用；飽和

5、磁感在1.05T左右；導(dǎo)磁率從26~125；磁致伸縮系數(shù)接近零，在不同的頻率下工作時(shí)無(wú)噪聲產(chǎn)生；比MPP有更高的DC偏壓能力；具有最佳的性能價(jià)格比。主要應(yīng)用于交流電感、輸出電感、線路濾波器、功率因素校正電路等。有時(shí)也替代有氣隙鐵氧體作變壓器鐵芯使用。2.軟磁鐵氧體(Ferritece)軟磁鐵氧體磁芯有MnZn、CuZn、NiZn、MgZn等幾類，其中MnZn鐵氧體的產(chǎn)量和用量最大，MnZn鐵氧體的電阻率低，為1～10歐姆米，一般在100

6、KHZ以下的頻率使用。CuZn、NiZn鐵氧體的電阻率為102～104歐姆米，在100kHz～10兆赫的無(wú)線電頻段的損耗小，多用在無(wú)線電用天線線圈、無(wú)線電中頻變壓器和EMI中。電信用鐵氧體的磁導(dǎo)率從750~2300具有低損耗因子、高品質(zhì)因素Q、穩(wěn)定的磁導(dǎo)率隨溫度時(shí)間關(guān)系是磁導(dǎo)率在工作中下降最慢的一種，約每十年下降3%～4%。廣泛應(yīng)用于高Q濾波器、調(diào)諧濾波器、負(fù)載線圈、阻抗匹配變壓器、接近傳感器。寬帶鐵氧體也就是常說(shuō)的高導(dǎo)磁率鐵氧體，磁導(dǎo)

7、率分別有5000、10000、15000。其特性為具有低損耗因子、高磁導(dǎo)率、高阻抗頻率特性。廣泛應(yīng)用于共模濾波器、飽和電感、電流互感器、漏電保護(hù)器、絕緣變壓器、信號(hào)及脈沖變壓器，在寬帶變壓器和EMI上多用。功率鐵氧體具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，為4000~5000Gs。另外具有低損耗頻率關(guān)系和低損耗溫度關(guān)系。也就是說(shuō)，隨頻率增大、損耗上升不大；隨溫度提高、損耗變化不大。廣泛應(yīng)用于功率扼流圈、并列式濾波器、開(kāi)關(guān)電源變壓器、開(kāi)關(guān)電源電感、功率因

8、素校正電路。三、常用軟磁磁芯的特點(diǎn)比較三、常用軟磁磁芯的特點(diǎn)比較1.磁粉芯、鐵氧體的特點(diǎn)比較:?MPP磁芯:使用安匝數(shù)100kHz:me:10~125?HF磁芯:使用安匝數(shù)800能在高的磁化場(chǎng)下不被飽和能保證電感值最好的交直流疊加穩(wěn)定性。在200kHz以內(nèi)頻率特性穩(wěn)定但高頻損耗大，適合于10kHz以下使用。?SENDUST磁芯：代替鐵粉芯使用，使用頻率可大于8kHz。DC偏壓能力介于MPP與HF之間。鐵氧體：飽和磁密低(5000Gs)，