磁性材料
总结于网上各个大佬提出的观点
一、 磁性材料
磁性是某些物质的特殊的物理性能,如铁、镍、钴,在一定的情况下能相互吸引,这种特性称材料具有磁性,磁性材料按照其磁化的难易程度,一般分为 软磁材料 和 硬磁材料。
(磁化过程,是磁性物质在磁场作用下,其磁化状态所发生的变化,称为磁化过程。不同的物质,它的磁化过程也不同。原理就是要有外磁场作用,让磁材内部的磁畴都同一方向)
二、 软磁和硬磁的区别

Bs 饱和磁感应强度
是在指定温度(25 °C或100 °C)下,用足够大的磁场强度磁化磁性物质时,磁化曲线达到接近水平时,不再随外磁场的增大而增大。
Br 剩余磁感应强度
铁磁物质磁化到饱和后,将磁场强度下降到0时,铁磁材料的磁感应强度没有回到0,还残留Br的磁感应强度,这个Br就称为剩余磁感应强度。
Hc 矫顽力
铁磁物质磁化到饱和后,由于磁滞现象,要使磁介质里的B达到0,需要一定的反向磁场强度 -H ,该H磁场强度就成为矫顽力。
磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁材料,不容易去磁的物质叫硬磁材料。一般来讲软磁性材料剩磁较小,硬磁性材料剩磁较大。更通俗的说法是,硬磁是不给它绕线圈通电流就有磁,软磁材料是必须给它绕个线圈通了电流后,才会显现磁性。

因为对硬磁没有研究,后面主要说软磁
三、 软磁材料
软磁材料——精细化工辞典
具有 很低的磁矫顽力(<1kA/m)的铁磁性材料。其磁滞回线面积小且窄,磁导率高而矫顽力 小。
软磁材料按材料分可分为两类。
(1)金属软磁材料,主要有电工用纯铁、 电工用硅钢片、铁铝合金、铁镍合金(坡莫 合金)、铁钻合金、非晶态合金。金属软磁材 料是用途最广、用量最大的一类材料,可用 于电磁铁铁芯和磁极,继电器的磁路和各种零件,感应式和电磁式仪表的零件。
(2)铁氧体软磁材料,主要有锰锌铁氧 体(可用于1MH以下),镍锌铁氧体 (用于 1200MMHz频率范围),平面型六角晶系 (100~1000MH2),锌铁氧体,镁锌铁氧体(25MM以下)。铁氧体软磁材料用于变压 器、电感磁芯、偏转磁芯、各种天线棒、磁饱和电抗器、行输出变压器、电流互感器等。
根据软磁材料的应用不同,对材料性能 有不同的要求。软磁材料的应用可分为两类.
(1)直流应用(静态应用): 指材料工作 频率为0H时的特殊应用,如直流电磁铁的 铁芯及其磁极,测量仪表中的各种导磁体,电机和机床机身以及直流磁屏蔽用的材料等。 在直流应用场合软磁材料的重要特性可用磁化曲线来描述,衡量材料性能的重要指标要 求有高的饱和磁感应强度和磁导率。在所有单一金属中,Fe的饱和磁感应强度最高 (2.15T),Co是使Fe的饱和磁感应强度增加的唯一元素。
(2)交流应用(动态应用): 工作频率为几十赫兹到几千兆赫兹,各种变压器、电机 电感用铁芯材料等都属于这类应用。交流应用除了要求材料有尽可能高的碰感应强度和磁导率外,还要求在使用中的能量损耗低,因为这时软磁材料所起的作用是为了实现各种能量间的转换,能量损耗越小,则相应设备 有用能量之间的转换效率
越高。
软磁材料按照成分分类:
(1)纯铁和低碳钢。含碳量低于0.04%,包括电磁纯铁、电解铁和炭基铁。其特点是饱和磁化强度高,价格低廉,加工性能好,但其电阳率低、在交变磁场下涡流损耗大,只适于静态下使用,如制造电磁铁芯、极靴继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽置等。
(2)铁硅系合金。含硅量 0.5%~4.8%,一般制成薄板使用,俗称硅钢片。在纯铁中加入硅后,可消除磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象。随着硅含量增加,热导率降低,脆性增加,饱和磁化强度下降,但其电阻率和磁导率高,矫顽力和涡流损耗减小,从而可应用到交流领域,制造电机、变压器、继电器、互感器等的铁芯。
(3)铁铝系合金。含铝6%~16%,具有较好的软磁性能,磁导率和电阻率高硬度高、耐磨性好,但性脆主要用于制造小型变压器、磁放大器、继电器等的铁芯和磁头、超声换能器等
(4)铁硅铝系合金。在二元铁铝合金中加入硅获得。其硬度、饱和磁感应强度、磁导率和电阻率都较高。缺点是磁性能对成分起伏敏感,脆性大,加工性能差。主要用于音频和视频磁头。
(5)镍铁系合金。镍含量30% ~90%,又称坡莫合金,通过合金化元素配比和适当工艺,可控制磁性能获得高导磁、恒导磁、矩磁等软磁材料。其塑性高,对应力较敏感,可用作脉冲变压器材料、电感铁芯和功能磁性材料。
(7)铁钴系合金。钻含量27% ~50%。具有较高的饱和磁化强度,电阻率低。适于制造极靴、电机转子和定子、小型变压器铁芯等
(8)软磁铁氧体。非金属亚铁磁性软磁材料。电阻率高(10-2~1010Ω.m ),饱和磁化强度比金属低,价格低廉,广泛用作电感元件和变压器元件(如铁氧体,现在金属粉芯材料也可以做变压器)。
(9)非晶态软磁合金。一种无长程有序、无晶粒合金,又称金属玻璃,或称非晶金属。其磁导率和电阻率高矫顽力小,对应力不敏感,不存在由晶体结构引起的磁晶各向异性,具有耐蚀和高强度等特点。此外,其居里点比晶态软磁材料低得多,电能损耗大为降低,是一种正在开发利用的新型软磁材料。
(10)超微晶软磁合金。20世纪80年代发现的一种软磁材料。由小于50纳米左右的结晶相和非晶态的晶界相组成,具有比晶态和非晶态合金更好的综合性能,不仅磁导率高、矫顽力低、铁损耗小,且饱和磁感应强度高稳定性好。现主要研究的是铁基超微晶合金