磁滯損耗計(jì)算方法-

1、!""#年$月第#卷第%期西北大學(xué)學(xué)報(bào)&自然科學(xué)版(*+,-./0+1234516,784+5719&0-1*+-.:;74,;4<=717,>*?!""#A .#0% 收稿日期B !""!C D !C D !基金項(xiàng)目B 教育部高等教育骨干教師科研基金資助項(xiàng)目&!"""E F 作者簡(jiǎn)介B 劉志存&D G E !C H男H 陜西韓城人H 陜西師范大學(xué)講師H 從事材料物理學(xué)研究I 鐵氧體材料的磁滯損耗特性劉志存&陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院H 陜西西安J

2、 D ""E !摘要B 對(duì)偏轉(zhuǎn)磁芯所用的鐵氧體材料的磁滯損耗特性進(jìn)行了分析H 介紹了磁滯回線測(cè)量的方法原理H 由測(cè)試結(jié)果可計(jì)算出磁滯回線面積I 得出磁滯損耗功率與頻率K 磁通密度及溫度的經(jīng)驗(yàn)公式I 對(duì)磁滯回線中渦流的影響進(jìn)行了討論H 指出目前應(yīng)用的偏轉(zhuǎn)頻率下H 在磁芯損耗中磁滯損耗占主要部分I 關(guān)鍵詞B 鐵氧體材料L 磁滯損耗L 偏轉(zhuǎn)磁芯中圖分類號(hào)B M %$!F !N#文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B >文章編號(hào)B D """C !J %O&!""#"%C "#G %C "#鐵氧體材料是一種重要的磁

3、性材料H 被廣泛應(yīng)用于顯像管偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)I 隨著大屏幕高清晰度電視和高分辨率顯示器的發(fā)展H 偏轉(zhuǎn)線圈的掃描頻率越來越高I 偏轉(zhuǎn)頻率的提高H 使偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)發(fā)熱和能量損耗增大H 直接影響顯像管性能H 并導(dǎo)致圖像質(zhì)量不穩(wěn)定P D QI因此H 如何減小能量損耗是偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可忽視的重要問題I偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的能量損耗除了偏轉(zhuǎn)線圈的損耗以外H 磁芯的損耗也很大I 偏轉(zhuǎn)磁芯中的能量損耗主要是所用鐵氧體材料的磁滯損耗和渦流損耗H 因此分析鐵氧體的磁滯損耗特性H 對(duì)分析如何降低系統(tǒng)能量損耗十分有意義I本文通過測(cè)量鐵氧體磁性材料的磁滯回線H 對(duì)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的能量損耗進(jìn)行了分析IR 鐵氧體材料的磁滯損耗特性磁性材料在交變磁場(chǎng)中

4、存在磁滯損耗H 磁性材料的磁滯回線如圖D 所示I 圖D 中虛線表示未磁化的磁性材料初次磁化時(shí)的S C T 的關(guān)系H 陰影部分的面積表示磁場(chǎng)交替變化時(shí)H 磁場(chǎng)每變化一周的能量損耗密度&即單位體積內(nèi)的能量損耗I磁性材料中的磁滯損耗密度可以表示為U 2VWT=S I&D 當(dāng)交變磁場(chǎng)的頻率為X 時(shí)H 每秒鐘的磁滯損耗密度即磁滯損耗功率密度Y 2可以表示為P !QY 2V U 2X I &!磁性材料中總的磁滯功率損耗Y 2為磁滯功率損耗密度對(duì)體積的積分HY 2VZ Y 2=I&#從式&!可以看出H 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的磁滯損耗功率密度是與偏轉(zhuǎn)頻率成正比的I 但是H 受到渦流

5、損耗的影響H 所測(cè)得的磁滯回線的面積將隨頻率而變化H 這樣得到的偏轉(zhuǎn)磁芯的功率損耗和頻率將呈現(xiàn)非線性變化規(guī)律I圖D 初始磁化曲線和磁滯回線7?D 2429514+4575.-,=7,717-._-?,417-17,;*+84偏轉(zhuǎn)磁芯的渦流損耗Y 4和頻率的關(guān)系為Y 4V a S !_-bX !H &%則每一周的渦流損耗密度可以表示為U 4V Y 4c XV a S !_-bX I &F 在交流或動(dòng)態(tài)情況下測(cè)得的磁滯回線將包括磁滯損耗和渦流損耗!磁滯回線中純磁滯損耗或直流磁滯損耗部分與頻率無關(guān)!而渦流損耗部分與頻率成正比"#$%在交流情況下根據(jù)磁滯回線和式&(計(jì)

6、算得到的磁滯損耗*+*&,-(可以表示為*+*&.-(/0+1*&.-(/102%&3(如果交變磁場(chǎng)的最大磁通密度為4567!則磁滯回線的面積也將隨4567的增大而增大%因此!在交流情況下的磁滯損耗功率密度與2!4567的關(guān)系用以下的經(jīng)驗(yàn)公式"8$來表示*+92:4;567!&<(式中=9為常數(shù)>:和;為經(jīng)驗(yàn)值%下面將交流下測(cè)得的包含渦流損耗在內(nèi)的磁滯損耗仍稱為磁滯損耗!而將直流下測(cè)得的磁滯損耗稱為直流磁滯損耗或純磁滯損耗%對(duì)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)所用磁性材料的標(biāo)準(zhǔn)磁環(huán)進(jìn)行磁滯回線測(cè)量!作為計(jì)算磁滯損耗的參考參數(shù)%在一定磁通密度下改變測(cè)量頻率!可

7、以得到磁滯損耗密度與頻率的關(guān)系和指數(shù):!在一定頻率下改變磁通密度!可以得到磁滯損耗密度與最大磁通密度的關(guān)系和指數(shù);%根據(jù)式&(就可以得到在參考磁通密度和一定頻率下的磁滯損耗功率密度!并由此可計(jì)算式&<(中的9值%當(dāng)式&<(中的各項(xiàng)系數(shù)都得到以后!可以將該公式應(yīng)用于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)磁滯損耗的估測(cè)%對(duì)于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)!由于行偏轉(zhuǎn)的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于幀偏轉(zhuǎn)的頻率!因此!對(duì)幀偏轉(zhuǎn)的磁滯損耗可以忽略%如果采用計(jì)算和測(cè)量的方法可以確定行偏轉(zhuǎn)情況下最大磁通密度4567的分布!則應(yīng)用式&<(就可以計(jì)算出偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中磁滯損耗功率的分布!對(duì)整個(gè)偏轉(zhuǎn)磁芯的體積進(jìn)行積分!可得到整個(gè)偏轉(zhuǎn)磁芯

8、的磁滯損耗功率%?磁滯回線的測(cè)量在由鐵氧體材料制成的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)&內(nèi)徑為A !外徑為(上繞B A 匝初級(jí)線圈和B 匝次級(jí)線圈!初級(jí)線圈加激勵(lì)電流C !在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)中產(chǎn)生的磁場(chǎng)D 可以表示為D +B A CE &F (+GC %&H (式中=G+B A E &F (為比例系數(shù)>+&A /(E 為平均直徑%當(dāng)C 為正弦交變電流時(shí)!在次級(jí)線圈中將感應(yīng)感生電動(dòng)勢(shì)I 和磁通J 5%它們也將是正弦變化的!只是相位不同!C 和J 5之間的相位差將反映DK 4之間的相位差!即磁滯%信號(hào)作用一個(gè)周期形成一條磁滯回線%標(biāo)準(zhǔn)環(huán)中的4可以表示為4+J 5L +A B LMI N O

9、 %&P (這里L(fēng) 為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)的截面積%由式&H !P (!根據(jù)測(cè)得的激勵(lì)電流Q 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)的幾何參數(shù)!就可以得到4K D 的關(guān)系!磁滯回線測(cè)試系統(tǒng)的原理圖如圖所示%圖磁滯回線測(cè)量原理R S T U V W S X Y S Z 0*_0W 0_S _Z506_a W 050X 該系統(tǒng)由信號(hào)發(fā)生器Q 功率放大器Q 預(yù)放大器Q 積分器Q 電流表和示波器幾部分組成%由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波信號(hào)!經(jīng)功放放大以驅(qū)動(dòng)初級(jí)線圈!使其達(dá)到一定的磁場(chǎng)強(qiáng)度!由電流表檢測(cè)初級(jí)線圈激勵(lì)電流!得到和磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系>次級(jí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓信號(hào)!經(jīng)預(yù)放大器放大送積分器!從而得到和磁通密度的關(guān)系%

10、示波器上顯示的僅僅是測(cè)量的電流和電壓的相位滯后關(guān)系!如要得到4K D 的關(guān)系還要進(jìn)行定標(biāo)轉(zhuǎn)換%為了更方便地得到磁滯回線面積!我們使用了b c K dc -型智能磁滯回線測(cè)試儀的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)!將樣品尺寸和測(cè)量電路參數(shù)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算!可以方便地畫出磁滯回線并得到其面積%e 測(cè)試結(jié)果與分析從前面的分析中得知!直流下測(cè)出的值更準(zhǔn)確地反映了純磁滯損耗!而交流下測(cè)出的值更接近包括渦流在內(nèi)的總損耗!因此!更具有實(shí)際意義%本文應(yīng)用上述測(cè)量方法對(duì)監(jiān)視器偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的#-鐵氧體材料的交流磁滯損耗進(jìn)行分析%在f g5b 磁通密度下測(cè)得的磁滯回線面積隨頻率變化的關(guān)系曲線如圖#所示%反向延長(zhǎng)曲線與面軸&垂直軸(

11、相交!根據(jù)式&3(!該點(diǎn)表示每一周期的純磁滯損耗密度!而該曲線與頻率的乘積!則表示每一周期總的磁滯損耗密度%根據(jù)圖#可以看出在hf P #h 第8期劉志存= 鐵氧體材料的磁滯損耗特性最大頻率下!渦流損耗約占總損耗的"#$!磁滯損耗占%#$&因此!在目前(*+以下掃描頻率的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)下!磁滯損耗所占的比例較大&圖$磁滯回線面積隨頻率的變化,-./$01232456-7891-:;26<2286121=962329-9477:532558>612?32A28B-29磁滯功率損耗密度為面積值乘以頻率!其與頻率的關(guān)系如圖(所示&如選擇C D E F!

12、(G HI時(shí)的磁滯損耗功率密度為參考值!從圖(的關(guān)系可以求得經(jīng)驗(yàn)公式J K L中的8近似為"/"C&圖(磁滯功率損耗密度與頻率的關(guān)系,-./(01232456-7891-:;26<2286121=962329-9:7<23479958>612?32A28B-29在(*+條件下!磁滯回線面積與最大磁通密度的關(guān)系曲線如圖C所示&如選擇C D M0!(*+時(shí)的磁滯損耗功率密度為參考值!從圖C的關(guān)系可得出式J K L中的E在NM5O P C DM0時(shí)近似為%/Q! N M5O R C D M0時(shí)約為%/(C&這樣!經(jīng)驗(yàn)公式中的S和E都得到了

13、&T值可以根據(jù)選擇的參考點(diǎn)的磁滯回線面積和對(duì)應(yīng)的頻率U磁通密度計(jì)算得到&在長(zhǎng)時(shí)間工作以后!偏轉(zhuǎn)線圈發(fā)熱和磁芯的磁滯損耗將引起偏轉(zhuǎn)磁芯的溫度升高!同時(shí)影響磁滯回線的面積!從而對(duì)總損耗的估測(cè)產(chǎn)生影響&因此!溫度升高對(duì)磁滯損耗的影響是必須考慮的&磁滯回線面積隨溫度變化的關(guān)系如圖所示&從圖可以看出!磁滯回線面積隨溫度變化的關(guān)系可以近似認(rèn)為是線性的!這個(gè)溫度特性可以將其考慮進(jìn)式J K L 的V中!進(jìn)而在對(duì)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)分析時(shí)!根據(jù)偏轉(zhuǎn)磁芯的溫度分布!對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正&圖C磁滯回線面積隨磁通密度的變化關(guān)系,-./C01232456-7891-:;26<2286

14、121=962329-9477:532558>612M5.826-B?4A O>289-6=圖磁滯回線面積隨溫度的變化關(guān)系,-./01232456-7891-:;26<2286121=962329-9477:532558>61262M:2356A32通常認(rèn)為磁滯回線面積隨溫度的升高將呈現(xiàn)減小趨勢(shì)W C X!但這僅是指靜態(tài)磁滯回線&實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)表明!磁滯回線面積是隨溫度的升高而增加的!與通常的磁滯損耗的分析不同&這是由于$Y%材料的電阻率較小!因此在交流情況下!渦流隨溫度的增加將使測(cè)量得到的交流磁滯回線面積增加&Z結(jié)論偏轉(zhuǎn)磁芯用鐵氧體材料的磁滯損耗

15、!是偏轉(zhuǎn)磁芯的主要損耗&磁滯功率損耗與頻率U磁通密度和溫度的關(guān)系可以用經(jīng)驗(yàn)公式來表示&應(yīng)用該經(jīng)驗(yàn)公式和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)計(jì)算軟件!可以計(jì)算偏轉(zhuǎn)磁芯總的能量損耗!同時(shí)可得到磁滯損耗的分布&以此作為熱源!結(jié)合熱分布的計(jì)算!可以得到偏轉(zhuǎn)磁芯的溫度分布&因此!對(duì)偏轉(zhuǎn)磁芯材料的磁滯損耗進(jìn)行分析是很有意義的&J下轉(zhuǎn)第Z頁L以克服系統(tǒng)工況變化和非線性的嚴(yán)重影響!充分發(fā)揮模糊變參數(shù)"#$調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)!獲得滿意的動(dòng)態(tài)過程控制!而且也保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性%參考文獻(xiàn)&(黃家棟*變結(jié)構(gòu)模糊控制算法在電力系統(tǒng)頻率控制中的應(yīng)用+*電力系統(tǒng)及自動(dòng)化學(xué)報(bào)!(,-!,.(/&

16、01(2*3歐陽威泰*一種變結(jié)構(gòu)模糊邏輯控制器設(shè)計(jì)+*電氣傳動(dòng)自動(dòng)化!(,-!(,.3/&23124*2郭剛!朱建坤*模糊和"#$結(jié)合的控制器設(shè)計(jì)方法+*儀表技術(shù)與傳感器!(,-!.2/&5215-*5趙震宇!徐用懋*模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)與應(yīng)用6*北京&清華大學(xué)出版社!(,7*4于旭亮*一種自調(diào)整"#$調(diào)節(jié)器的應(yīng)用+*煉油化工自動(dòng)化!(,-!.7/&32137*7李友善*模糊控制理論在工業(yè)過程控制中的應(yīng)用6*北京&國防工業(yè)出版社!(,2*.編輯曹大剛/89:;<=>?A B;A C D9E A B A F9G9B H

17、I8J>=G B>D D9BK L M+N O P1Q R P Q!K L S T U+V P1W V P.X Y Z R RR6O P P VO YVN P QX Y N_P Y_O Pa P Q N P_N P Q!X R VZ b_cM P N d_c NeRX Y N_P Y_O Pf_Y Z P RR Q e!6N O P e O P Q73(g g g!h Z N P O/i C:G B A J G&j ON O k_l OO m_"#$Y R PR_N cOV ON P Qb NZO e_cV YV_!b Z N Y ZY R P c N ccRO

18、P R Vc N_N P Q RONN R P O"#$Y R PRO PO P N P c N_N P Q Rl OO m_Q R d_P N P Q*#Y O P OW V c"#$ l OO m_R m O n_NV lO_O Y Y RN P QR b Rn N P Qc e c_m c O PR d_Y R m_Z_Yc_c VN P QR mZ_P R N P_ONeRc e c_m c*#Y O Pm O n_Z_Y R PNN R P c_ON d_ek_c*#N cN PN Y O_k ec N m VON R P_c VcZ O d ON O k_l O

19、O m_"#$Z O c k_e P O m N Y k_Z O d N Rc O PcO k NNeRc e c_mZ O PONN R P O"#$*o9pq>B r:&d ON O k_l OO m_s"#$sttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttV u u eY R PR.上接第v w x頁/參考文獻(xiàn)&(6S X M$S y!S z#y S6S f!z#f Sz S6!|!* $_d_R l m_PRT_b"_N_6O_N OR$_YN R Py R n_h R_

20、+*X#$,0$N Q_c!(,0!2521257*3北京大學(xué)物理系*鐵磁學(xué)6*北京&科學(xué)出版社!(,-7*33g1333*2張錫純*電子示波器及其應(yīng)用6*北京&機(jī)械工業(yè)出版社!(,-*3701303*5戴京營*電源鐵氧體中的磁滯損耗和渦流損耗研究+*磁性材料及器件!(,5!34.3/&(31(4*4jT Xj X z#Xj*6O Q P_N c m6*T_b y Rn&+R Z P #N_e$X R P c!(,-5*.編輯曹大剛/%9:9A B J&A=rA E E D;J A G;>=>?&p:G9B9:;:D>:J&am

21、p;A B A J G9B;:G;J:>?9B B;G9F A G9B;A D#M K Z N1Y V P.h R_Q_R"Z e c N Y c O P#PRm ON R Pf_Y Z P RR Q e!X Z O O P(N T Rm OM P N d_c Ne!N*O P-(g g73!h Z N P O/i C:G B A J G&f Z_Z e c_c N cR c cY Z OO Y_N cN Y cRZ_N_m O_N OV c_N P_YN R P e R n_N P Q cb_ cVN_*f Z_lN P Y N l_O Pm_Z RRZ e c_c

22、N cR R lm_O c V_m_PZ O d_k_PN PRV Y_*S P_m l NN Y O Rm VO_c YN k N P QZ_l_P_P Y_RZ_l R b_RZ e c_c N cR c c R P_+V_P Y e!m O Q P_N YV(_P c NeO P_m l_OV_b O c_N d_*f Z_N PV_P Y_RZ_eY V_PR PZ_Z e c_c N cR R lb O c Oc RN c Y V c c_*f Z_ _c Vcc Z R bZ OV P_Z_YN R PY R PNN R P!Z_Z e c_c N cR c cR m N P O_

23、cZ_ROR c cRZ_e R n_ N P Q*o9pq>B r:&_N_m O_N Os Z e c_c N cR c c s_YN R Pe R n_N P Q 鐵氧體材料的磁滯損耗特性作者:劉志存作者單位:陜西師范大學(xué),物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院,陜西,西安,710062刊名: 西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版英文刊名:JOURNAL OF NORTHWEST UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION年,卷(期:2003,33(4被引用次數(shù):1次參考文獻(xiàn)(5條1.Masuda Y.AKIYAMA T.KITAOKA M Development of New

24、 Ferrite Material for Deflection Yoke Core 19982.北京大學(xué)物理系鐵磁學(xué) 19763.張錫純電子示波器及其應(yīng)用 19974.戴京營電源鐵氧體中的磁滯損耗和渦流損耗研究 1994(025.VONSOVSKII S V Magnetism 1974相似文獻(xiàn)(10條該文針對(duì)磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)能量損耗問題研究的現(xiàn)狀,著重對(duì)磁芯的磁滯損耗進(jìn)行分析.該文基于大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),求得了磁滯損耗功率計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式.對(duì)于不同材料,詳細(xì)討論了磁滯損耗與工作頻率f、最大磁感應(yīng)強(qiáng)度B<,m>以及溫度T的關(guān)系.通過對(duì)顯示管磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)常用鐵氧體材料磁性能的對(duì)比分析,為磁偏轉(zhuǎn)系

25、統(tǒng)設(shè)計(jì)中材料的選擇提供了重要依據(jù).該文通過測(cè)量磁芯r-z截面上的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度和偏轉(zhuǎn)區(qū)的二極場(chǎng)分布,對(duì)Philips 17CMT偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的磁滯損耗進(jìn)行了分析.此外,該文還對(duì)磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的溫度分布進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量.該文通過建立偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的三維模型,強(qiáng)加邊界條件,將電流激勵(lì)按安匝數(shù)以余弦分布的方式離散于網(wǎng)格點(diǎn)上,同時(shí)考慮了激勵(lì)沿鋸齡波形的動(dòng)態(tài)變化,采用基于有限元方法的EMAS軟件對(duì)磁芯內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布進(jìn)行了計(jì)算,進(jìn)而分析了偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的磁滯損耗,并與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比.最后,該文討論了磁滯損耗在不同磁芯結(jié)構(gòu)下的變化情況,在實(shí)驗(yàn)和理論分析的基礎(chǔ)上針對(duì)減小磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的磁滯損耗提出了合理化建議.2.期刊論

26、文張曉兵.單德悅.尹涵春.Zhang Xiaobing.Shan Deyue.Yin Hanchun偏轉(zhuǎn)磁芯鐵氧體材料的磁滯損耗分析-真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)2001,21(2對(duì)偏轉(zhuǎn)磁芯所采用的鐵氧體材料的磁滯損耗特性進(jìn)行了分析,得出了磁滯損耗功率與頻率、磁通密度和溫度的經(jīng)驗(yàn)公式。對(duì)磁滯回線中渦流的影響進(jìn)行了分析,得出在目前應(yīng)用的偏轉(zhuǎn)頻率下,磁芯損耗中磁滯損耗占主要部分。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,對(duì)計(jì)算磁滯損耗的方法和在計(jì)算溫度分布中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。3.期刊論文李海華.馮則坤.何華輝.Li Haihua.Feng Zekun.He Huahui開關(guān)電源用MnZn鐵氧體磁損耗研究-儀表技術(shù)與傳感器2001,&q

27、uot;"(4文中研究了開關(guān)電源用MnZn鐵氧體材料摻入SiO2-CaO、TiO2等雜質(zhì)對(duì)電阻率、損耗的機(jī)制;分析了不同燒結(jié)溫度、氣氛對(duì)MnZn鐵氧體材料功耗的影響;通過研究MnZn鐵氧體材料在不同頻率、溫度下的功耗,表明了MnZn鐵氧體材料工作在頻率為100kHz時(shí),磁滯損耗占磁芯損耗的主要成分。本文在分析了MnZn鐵氧體磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗的基礎(chǔ)上,指出制備高性能功率MnZn鐵氧體材料的關(guān)鍵工藝在于摻雜和燒結(jié)工藝的控制,在此基礎(chǔ)上,對(duì)制備高性能功率MnZn鐵氧體材料的摻雜和燒結(jié)工藝進(jìn)行了深入研究。首先,研究了各種雜質(zhì)CaCO3、SiO2、TiO2等對(duì)功率鐵氧體磁損耗的影響

28、,并對(duì)雜質(zhì)的作用機(jī)理進(jìn)行了研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入適量的上述雜質(zhì)均可以有效降低功率鐵氧體材料的磁損耗,其原因在于雜質(zhì)離子在鐵氧體的晶界處大量聚集,在晶界形成了1-10um厚的高電阻率晶界絕緣層,提高了鐵氧體的電阻率,從而降低鐵氧體的磁損耗。其次,研究了SnO2雜質(zhì)對(duì)鐵氧體材料的磁性能的影響,并改進(jìn)了鐵氧體工藝,將加入SnO2雜質(zhì)時(shí)間提前,并降低預(yù)燒溫度,改進(jìn)后的工藝可以進(jìn)一步降低MnZn鐵氧體的高頻損耗。其原因在于部分的Sn4+離子部分取代Fe3+離子進(jìn)入鐵氧體晶格,提高了鐵氧體晶粒內(nèi)部的電阻率;另一部分的Sn4+離子與Ca2+、Si4+、Nb5+和V5+等離子一起形成具有高電阻率晶界層,提高了

29、鐵氧體晶界的電阻率,降低了鐵氧體的渦流損耗。然后,研究了納米CaCO3和SiO2對(duì)MnZn功率鐵氧體材料的影響,研究結(jié)果表明加入納米材料有助于MnZn功率鐵氧體材料的晶粒均勻生長(zhǎng),并阻止其他雜質(zhì)離子進(jìn)入鐵氧體材料的晶格,而在晶界層富集,形成高電阻率的晶界層,降低了鐵氧體材料的渦流損耗,提高了鐵氧體材料的性能。5.期刊論文張曉兵.尹涵春減小磁滯損耗的偏轉(zhuǎn)磁芯設(shè)計(jì)-真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)2003,23(1本文通過對(duì)偏轉(zhuǎn)磁芯用的鐵氧體材料的磁滯損耗特性的分析,提出了通過改變偏轉(zhuǎn)磁芯外表面形狀以減小磁滯損耗的方法.優(yōu)化計(jì)算結(jié)果表明,對(duì)于Philips 17 CMT的3C2材料5 mm壁厚的磁芯,改用橢圓外

30、表面的磁芯后,磁滯損耗降低了27.5%.6.學(xué)位論文黃愛萍錳鋅鐵氧體損耗、磁導(dǎo)率和阻抗特性及制備技術(shù)研究2006MnZn 鐵氧體是現(xiàn)代電子工業(yè)及信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。MnZn 鐵氧體按應(yīng)用特征可以分為三大類型:功率MnZn鐵氧體、高磁導(dǎo)率MnZn鐵氧體和抗電磁干擾(EMIMnZn 鐵氧體。近年來,隨著通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,促使電子產(chǎn)品向小型化、高頻化、輕量化和高性能方向發(fā)展,MnZn 鐵氧體材料的發(fā)展由單一性能的縱深提高轉(zhuǎn)向多項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)提高的橫向拓展。本文將主要對(duì)功率MnZn鐵氧體、高磁導(dǎo)率MnZn鐵氧體和寬頻高阻抗貧鐵MnZn鐵氧體的機(jī)理及技術(shù)進(jìn)行研究。首先,總結(jié)分析了高性能MnZn

31、鐵氧體材料的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r、研究進(jìn)展和基礎(chǔ)理論。從亞鐵磁性的奈耳分子場(chǎng)理論出發(fā),在理論上計(jì)算了MnZn鐵氧體的分子飽和磁矩和亞鐵磁居里溫度。分析了MnZn鐵氧體的電磁性能與材料組分、工藝參數(shù)之間的關(guān)系。分析探討損耗和起始磁導(dǎo)率等基本概念及其機(jī)理,為制備高性能MnZn鐵氧體奠定理論基礎(chǔ)。采用氧化物法制備MnZn鐵氧體,研究了MnZn鐵氧體的制備工藝過程,總結(jié)了MnZn鐵氧體常用參數(shù)的檢測(cè)方法。其次,對(duì)功率MnZn鐵氧體的損耗機(jī)理、損耗分離、直流疊加特性及其制備技術(shù)進(jìn)行了深入研究。根據(jù)磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗與頻率的關(guān)系進(jìn)行損耗分離,結(jié)果發(fā)現(xiàn):100 kHz,200 mT 下材料的損耗主要由磁

32、滯損耗和渦流損耗組成,剩余損耗可以忽略不計(jì),500 kHz,50 mT下剩余損耗不可忽略,且JPP-44材料和JPP-5材料的損耗組成有很大的不同。采用合適的原材料、主配方、預(yù)燒溫度、二次砂磨的球料比和砂磨時(shí)間、適當(dāng)?shù)臒Y(jié)工藝可以制備出JPP-44材料。JPP-5材料與JPP-44材料的不同主要是主配方采用高鐵高錳低鋅、摻雜量可以適當(dāng)提高、燒結(jié)溫度可以低至1160 ,晶粒尺寸小、電阻率高,渦流損耗小。在直流疊加場(chǎng)下,材料的磁導(dǎo)率稱為增量磁導(dǎo)率,MnZn 鐵氧體磁芯的增量磁導(dǎo)率隨外加直流場(chǎng)的增大先略有增大而后才減小;通過適當(dāng)調(diào)整主配方及摻雜可以得到直流疊加特性良好的材料;較大的B=Bs-Br是軟

33、磁鐵氧體磁芯具有良好的直流疊加特性的前提。然后，探討分析了MnZn鐵氧體起始磁導(dǎo)率的機(jī)理，并研究了起始磁導(dǎo)率的溫度及頻率穩(wěn)定性、直流疊加特性和低諧波失真特性及相關(guān)制備技術(shù)。 適當(dāng)添加MoO3、Bi2O3、SnO2，結(jié)合低溫長(zhǎng)時(shí)間（1365 ×9 h）燒結(jié)工藝和適當(dāng)?shù)呐排鞣绞娇梢灾频胕>15,000 的高磁導(dǎo)率MnZn 鐵氧體。起始磁導(dǎo) 率的溫度特性可以通過調(diào)整主配方、Co2O3 摻雜、優(yōu)化燒結(jié)工藝來改善；起始磁導(dǎo)率的頻散與吸收特性，包括渦流損耗、尺寸共振、磁力共振、疇壁 共振及自然共振，摻Nb2O5能有效改善材料起始磁導(dǎo)率的頻率特性。高磁導(dǎo)率MnZn 鐵氧體的增量磁導(dǎo)率隨直流疊

34、加場(chǎng)的變化規(guī)律與功率MnZn鐵氧體相 同；當(dāng)x(Fe2O3= 52.8 時(shí)，減少ZnO含量可以提高材料的常溫增量磁導(dǎo)率；少量添加Co2O3、V2O5能改善材料直流疊加特性。變壓器的總諧波失真特 性與磁芯的材料本征特性（磁滯常數(shù)）、磁芯的形狀尺寸、變壓器的設(shè)計(jì)均有密切關(guān)系。 研制低諧波失真MnZn 鐵氧體最主要的目標(biāo)是降低材料的磁滯常數(shù)B h 。研究了主配方、TiO2、V2O5、Co2O3、Bi2O3、Nb2O5摻雜對(duì)材料磁滯常數(shù) 的影響。 最后，研究了貧鐵MnZn鐵氧體的居里溫度、電阻率、起始磁導(dǎo)率及其頻散特性、阻抗特性及相關(guān)制備技術(shù)。與富鐵MnZn 鐵氧體相比，F(xiàn)e2O3和ZnO 含量變化對(duì)

35、貧鐵MnZn 鐵氧體居里溫度的影響相對(duì)緩慢，在富鐵MnZn 鐵氧體居里溫度的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，提出貧鐵MnZn 鐵氧體居里溫度的經(jīng)驗(yàn) 計(jì)算公式。貧鐵MnZn 鐵氧體的電阻率明顯高于富鐵MnZn 鐵氧體，甚至可高達(dá)104 ·m，研究了主配方中Fe2O3含量和TiO2、SiO2、CaCO3摻雜對(duì)材料 電阻率的影響。貧鐵MnZn 鐵氧體起始磁導(dǎo)率的頻散特性可用三段型頻散特性模型進(jìn)行模擬。磁芯的阻抗可以通過公式由磁導(dǎo)率實(shí)部與虛部、磁芯尺寸 、線圈匝數(shù)和頻率計(jì)算出來，對(duì)于相同尺寸的磁芯，在測(cè)量線圈匝數(shù)相等的情況下，磁芯阻抗的頻率特性僅與材料復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率的頻率特性相關(guān)。貧鐵 MnZn 鐵氧體幾

36、乎兼具了富鐵MnZn 鐵氧體的低頻特性和NiZn 鐵氧體的高頻特性，且居里溫度也不低，是一種很有應(yīng)用潛力的軟磁鐵氧體材料。 7.期刊論文 宋小沛.張懷武.楊宗寶.蘇樺.SONG Xiao-pei.ZHANG Huai-wu.YANG Zong-bao.SU Hua 用于MHz頻段 的鎳鋅功率鐵氧體損耗特性 -磁性材料及器件2005,36(4 制備了缺鐵、正分、過鐵配方的鎳鋅功率鐵氧體材料,分析了其損耗頻率特性、損耗溫度特性.發(fā)現(xiàn)在0.5MHz以下該材料的損耗機(jī)理主要是磁滯損 耗,在0.5MHz以上主要是磁滯后效損耗.當(dāng)鐵含量改變時(shí)NiZn鐵氧體具有不同的最低損耗溫度,一般而言正分配方具有最高的最低損耗溫度,缺鐵配方次 之,過鐵配方具有最低的最低損耗溫度. 8.會(huì)議論文 黃攀登 MnZn功率鐵氧體功耗特性分析 2004 以某公司兩種商品化的鐵氧體材料A、B為例,探討MnZn功率軟磁鐵氧體材料在高磁通密度下的功耗特性及功耗的分