磁性材料-第二章PPT課件

1、2021/6/71第二章第二章 軟磁材料軟磁材料定義：定義：能夠迅速響應(yīng)外磁場(chǎng)的變化，且能低損耗地獲能夠迅速響應(yīng)外磁場(chǎng)的變化，且能低損耗地獲得高磁感應(yīng)強(qiáng)度的材料。得高磁感應(yīng)強(qiáng)度的材料。特點(diǎn)：特點(diǎn)：既容易受外加磁場(chǎng)磁化，又容易退磁。既容易受外加磁場(chǎng)磁化，又容易退磁。*對(duì)軟磁材料的基本要求有：對(duì)軟磁材料的基本要求有：（1）初始磁導(dǎo)率）初始磁導(dǎo)率 i和最大磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率 max要高；要高；（2）矯頑力）矯頑力Hc要??；要??；（3）飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度）飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度MS要高；要高；（4）功率損耗）功率損耗P要低要低;（5）高的穩(wěn)定性。）高的穩(wěn)定性。2021/6/72*主要的軟磁材料：主要的軟磁材料：（

2、1）合金如硅鋼（）合金如硅鋼（Fe-Si）、）、坡莫合金（坡莫合金（Fe-Ni）、）、仙臺(tái)斯仙臺(tái)斯特合金（特合金（Fe-Si-Al）；）；（2）軟磁鐵氧體）軟磁鐵氧體Mn-Zn系、系、Ni-Zn系、系、Mg-Zn系等；系等；（3）非晶態(tài)、納米晶、薄膜等。）非晶態(tài)、納米晶、薄膜等。*發(fā)展史：發(fā)展史：（1）鐵氧體問(wèn)世之前，金屬軟磁材料壟斷了電力、電子、通信）鐵氧體問(wèn)世之前，金屬軟磁材料壟斷了電力、電子、通信各領(lǐng)域。各領(lǐng)域。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：其其MS遠(yuǎn)高于鐵氧體，因此電力工業(yè)中的變壓器、遠(yuǎn)高于鐵氧體，因此電力工業(yè)中的變壓器、電機(jī)等至今仍是電機(jī)等至今仍是Fe-Si合金材料。合金材料。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：渦流損耗限制

3、了其在高渦流損耗限制了其在高頻段的應(yīng)用。頻段的應(yīng)用。（2）20世紀(jì)世紀(jì)40年代開(kāi)始，軟磁鐵氧體由實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)生產(chǎn)。年代開(kāi)始，軟磁鐵氧體由實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)生產(chǎn)。 50年代至年代至90年代，鐵氧體在軟磁行業(yè)中獨(dú)占鰲頭。年代，鐵氧體在軟磁行業(yè)中獨(dú)占鰲頭。2021/6/73（3）1970年，年，F(xiàn)e-Ni-B非晶態(tài)合金研制成功，非晶態(tài)合金研制成功， 1988年，年，F(xiàn)e-Ni-B-Nb-Cu納米微晶軟磁材料問(wèn)世，納米微晶軟磁材料問(wèn)世， 90年代后，非晶與納米微晶金屬軟磁材料逐步成為軟磁鐵年代后，非晶與納米微晶金屬軟磁材料逐步成為軟磁鐵 氧體的新的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。氧體的新的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：性能上遠(yuǎn)優(yōu)于

4、鐵氧體；性能上遠(yuǎn)優(yōu)于鐵氧體；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：性?xún)r(jià)比上尚處于劣勢(shì)。性?xún)r(jià)比上尚處于劣勢(shì)。2.1 衡量軟磁材料的重要指標(biāo)衡量軟磁材料的重要指標(biāo)1、起始磁導(dǎo)率、起始磁導(dǎo)率位轉(zhuǎn)iii2SiMSiK1,111,1i2021/6/74主要因素：主要因素： 基本上不隨加工條件和應(yīng)用情況變化?；旧喜浑S加工條件和應(yīng)用情況變化。,1sSKM次要因素：次要因素： 會(huì)隨加工條件和應(yīng)用情況而變化。會(huì)隨加工條件和應(yīng)用情況而變化。,2、矯頑力、矯頑力HC量級(jí)：量級(jí)：10-1A/m 102A/m*材料內(nèi)部應(yīng)力起伏和雜質(zhì)的含量與分布是影響材料內(nèi)部應(yīng)力起伏和雜質(zhì)的含量與分布是影響HC的主要因素。的主要因素。*降低降低HC的方法與提高

5、的方法與提高 i的方法相一致。的方法相一致。3、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度MS*高的高的MS 高的高的 i值；節(jié)省資源，實(shí)現(xiàn)器件的小型化值；節(jié)省資源，實(shí)現(xiàn)器件的小型化*提高提高M(jìn)S的方法：的方法：選擇適當(dāng)?shù)呐浞匠煞?，但?shí)際上選擇適當(dāng)?shù)呐浞匠煞?，但?shí)際上MS值一般值一般不可能有很大的變動(dòng)。不可能有很大的變動(dòng)。2021/6/754、磁損耗、磁損耗*軟磁材料多用于交流磁場(chǎng)，因此動(dòng)態(tài)磁化造成的磁損軟磁材料多用于交流磁場(chǎng)，因此動(dòng)態(tài)磁化造成的磁損耗不可忽視。耗不可忽視。5、穩(wěn)定性、穩(wěn)定性*高穩(wěn)定性是指磁導(dǎo)率的溫度穩(wěn)定性要高，減落要小，高穩(wěn)定性是指磁導(dǎo)率的溫度穩(wěn)定性要高，減落要小，隨時(shí)間的老化要盡可能地

6、小，以保證其長(zhǎng)壽命工作于隨時(shí)間的老化要盡可能地小，以保證其長(zhǎng)壽命工作于太空、海底、地下和其他惡劣環(huán)境。太空、海底、地下和其他惡劣環(huán)境。*影響軟磁材料穩(wěn)定工作的因素：影響軟磁材料穩(wěn)定工作的因素：低溫、潮濕、電磁場(chǎng)、機(jī)械負(fù)荷、電離輻射等低溫、潮濕、電磁場(chǎng)、機(jī)械負(fù)荷、電離輻射等2021/6/762.2 提高起始磁導(dǎo)率的途徑提高起始磁導(dǎo)率的途徑必要條件：必要條件：提高提高M(jìn)S并降低并降低K1、 S的值的值充分條件：充分條件：降低雜質(zhì)濃度，提高密度，增大晶粒尺寸，降低雜質(zhì)濃度，提高密度，增大晶粒尺寸，結(jié)構(gòu)均勻化，消除內(nèi)應(yīng)力和氣孔的影響。結(jié)構(gòu)均勻化，消除內(nèi)應(yīng)力和氣孔的影響。1、提高、提高M(jìn)S*選擇合適的配

7、方可提高材料的選擇合適的配方可提高材料的MS值，但往往變動(dòng)不大。值，但往往變動(dòng)不大。2SiM*選擇配方時(shí)更要考慮選擇配方時(shí)更要考慮K1、 S對(duì)對(duì) i的作用。的作用。*例：例：CoFe2O4、Fe3O4的的MS雖然較高，但其雖然較高，但其K1和和 S值太大，值太大，因而不宜作為配方的基本成分。因而不宜作為配方的基本成分。2021/6/772、降低降低K1和和 S*提高提高 i 的最有效方法的最有效方法從配方和工藝上使從配方和工藝上使K1 0、 S 0*鐵氧體軟磁材料：配方時(shí)選擇鐵氧體軟磁材料：配方時(shí)選擇K1和和 S很小的基本成分，如很小的基本成分，如MnFe2O4、MgFe2O4、CuFe2O4

8、、NiFe2O4等。然后再采用等。然后再采用正負(fù)正負(fù)K1、 S補(bǔ)償或添加非磁性金屬離子沖淡磁性離子間的補(bǔ)償或添加非磁性金屬離子沖淡磁性離子間的耦合作用。耦合作用。*例：例：Fe-Ni合金合金質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù) Ni 81%時(shí)，時(shí)， S 0； Ni 76%時(shí)，時(shí)， K1 0； Ni 78.5%Fe-Ni合金經(jīng)過(guò)熱處理后，合金經(jīng)過(guò)熱處理后， i可達(dá)可達(dá)104 *選擇適當(dāng)合金成分和熱處理?xiàng)l件可以控制選擇適當(dāng)合金成分和熱處理?xiàng)l件可以控制K1和和 S在較低值在較低值2021/6/783、改善材料的顯微結(jié)構(gòu)改善材料的顯微結(jié)構(gòu)*材料的顯微結(jié)構(gòu)是指結(jié)晶狀態(tài)材料的顯微結(jié)構(gòu)是指結(jié)晶狀態(tài)(晶粒大小、完整性、均勻性、晶

9、粒大小、完整性、均勻性、織構(gòu)等織構(gòu)等)、晶界狀態(tài)、雜質(zhì)和氣孔的大小與分布等。、晶界狀態(tài)、雜質(zhì)和氣孔的大小與分布等。*雜質(zhì)、氣孔雜質(zhì)、氣孔的含量與分布是影響的含量與分布是影響 i的重要因素。的重要因素。 降低雜質(zhì)、氣孔的方法：原材料、燒結(jié)溫度及熱處理?xiàng)l件的選擇降低雜質(zhì)、氣孔的方法：原材料、燒結(jié)溫度及熱處理?xiàng)l件的選擇*平均晶粒尺寸平均晶粒尺寸對(duì)對(duì) i的影響很大，晶粒尺寸增大，晶界對(duì)疇壁的影響很大，晶粒尺寸增大，晶界對(duì)疇壁位移的阻滯作用減小，位移的阻滯作用減小， i升高。升高。例：例：MnZn鐵氧體鐵氧體尺寸尺寸5 m以下時(shí)，以下時(shí)， i500；尺寸在尺寸在5 m以以上時(shí)，上時(shí)， i3000 *晶粒

10、尺寸長(zhǎng)大的方法：適當(dāng)提高燒結(jié)溫度，但溫度過(guò)高，便晶粒尺寸長(zhǎng)大的方法：適當(dāng)提高燒結(jié)溫度，但溫度過(guò)高，便會(huì)形成氣孔，導(dǎo)致會(huì)形成氣孔，導(dǎo)致 i下降。下降。*材料的織構(gòu)化，包括結(jié)晶織構(gòu)和磁疇織構(gòu)，都可提高材料的織構(gòu)化，包括結(jié)晶織構(gòu)和磁疇織構(gòu)，都可提高 i2021/6/794、降低內(nèi)應(yīng)力、降低內(nèi)應(yīng)力 *根據(jù)內(nèi)應(yīng)力的不同來(lái)源，可采用不同的方法：根據(jù)內(nèi)應(yīng)力的不同來(lái)源，可采用不同的方法：(1) 磁致伸縮引起的內(nèi)應(yīng)力，與磁致伸縮引起的內(nèi)應(yīng)力，與 S成正比，可通過(guò)降低成正比，可通過(guò)降低 S來(lái)來(lái)減小此應(yīng)力。減小此應(yīng)力。(2) 燒結(jié)后冷卻速度太快，會(huì)造成晶格畸變，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。燒結(jié)后冷卻速度太快，會(huì)造成晶格畸變，產(chǎn)生內(nèi)

11、應(yīng)力?？刹捎玫蜏赝嘶鹛幚韥?lái)消除應(yīng)力。可采用低溫退火處理來(lái)消除應(yīng)力。(3) 氣孔、雜質(zhì)、晶格缺陷等因素在材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力?？蓺饪?、雜質(zhì)、晶格缺陷等因素在材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力?？赏ㄟ^(guò)原材料的優(yōu)選以及工藝過(guò)程的嚴(yán)格控制來(lái)消除。通過(guò)原材料的優(yōu)選以及工藝過(guò)程的嚴(yán)格控制來(lái)消除。2021/6/7102.3 金屬軟磁材料金屬軟磁材料2.3.1 電工純鐵電工純鐵*純度在純度在99.8%以上的鐵，不含任何故意添加的合金化元素。以上的鐵，不含任何故意添加的合金化元素。*制備方法：平爐冶煉時(shí)，首先用氧化渣除去碳、硅、制備方法：平爐冶煉時(shí)，首先用氧化渣除去碳、硅、錳等元素，再用還原渣除去磷和硫，并在出鋼時(shí)在鋼包錳等元素，再

12、用還原渣除去磷和硫，并在出鋼時(shí)在鋼包中添加脫氧劑獲得。經(jīng)過(guò)退火熱處理中添加脫氧劑獲得。經(jīng)過(guò)退火熱處理 i（300500）, max（600012000）, HC（39.895.5）*含碳量是影響磁性能的主要因素。含碳量是影響磁性能的主要因素。除碳方法：高溫用除碳方法：高溫用H2處理除碳，以消除鐵中碳對(duì)疇壁移動(dòng)的阻處理除碳，以消除鐵中碳對(duì)疇壁移動(dòng)的阻礙作用。礙作用。2021/6/7112021/6/712*電工純鐵存在時(shí)效現(xiàn)象電工純鐵存在時(shí)效現(xiàn)象原因：原因：高溫時(shí)鐵固溶體內(nèi)溶解有較多的碳或氮，產(chǎn)品快速高溫時(shí)鐵固溶體內(nèi)溶解有較多的碳或氮，產(chǎn)品快速冷卻到室溫時(shí)，溶解度減小，冷卻到室溫時(shí)，溶解度減小，

13、Fe3C或或Fe4N由固溶體中以細(xì)由固溶體中以細(xì)微彌散形式析出，從而微彌散形式析出，從而HC增加，增加， i降低。降低。消除方法：消除方法：保溫后，采用緩慢冷卻到保溫后，采用緩慢冷卻到100-300的退火措施，的退火措施，這樣在這樣在650-300之間之間Fe3C有足夠的時(shí)間析出有足夠的時(shí)間析出、長(zhǎng)大為對(duì)磁長(zhǎng)大為對(duì)磁性能影響不大的大顆粒夾雜物。性能影響不大的大顆粒夾雜物。*應(yīng)用：應(yīng)用：電磁鐵的鐵芯和磁極，繼電器的磁路和各種零件，感電磁鐵的鐵芯和磁極，繼電器的磁路和各種零件，感應(yīng)式和電磁式測(cè)量?jī)x表的各種零件，揚(yáng)聲器的各種磁路，電話應(yīng)式和電磁式測(cè)量?jī)x表的各種零件，揚(yáng)聲器的各種磁路，電話中的振動(dòng)膜、

14、磁屏蔽，電機(jī)中用以導(dǎo)引直流磁通的磁極，冶金中的振動(dòng)膜、磁屏蔽，電機(jī)中用以導(dǎo)引直流磁通的磁極，冶金原料等。原料等。2021/6/7132021/6/7142.3.2 硅鋼（硅鋼片或電工鋼片）硅鋼（硅鋼片或電工鋼片）*在純鐵中加入少量硅，形成固溶體，這樣提高了合金電阻在純鐵中加入少量硅，形成固溶體，這樣提高了合金電阻率，減少了材料的渦流損耗。率，減少了材料的渦流損耗。*缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：電工純鐵只能在直流磁場(chǎng)下工作，在交變磁場(chǎng)下工電工純鐵只能在直流磁場(chǎng)下工作，在交變磁場(chǎng)下工作時(shí)渦流損耗大。作時(shí)渦流損耗大。*碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.02以下，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為以下，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5-4.5。常溫下

15、，常溫下，Si在在Fe中的固溶度大約為中的固溶度大約為15，但，但Fe-Si系合金隨系合金隨Si含量的增加加工性能變差（變脆），因此硅質(zhì)量百分含量含量的增加加工性能變差（變脆），因此硅質(zhì)量百分含量5為一般硅鋼制品的上限。為一般硅鋼制品的上限。2021/6/715*隨硅含量的增加，不足之隨硅含量的增加，不足之處在于：處在于：BS和和TC降低；好降低；好處：處：K1 和和 S 降低降低 i增加，增加，HC降低，降低， 增加增加降低鐵損降低鐵損2021/6/716*按照材料的生產(chǎn)方法、結(jié)晶織構(gòu)和磁性能，電工用硅鋼片按照材料的生產(chǎn)方法、結(jié)晶織構(gòu)和磁性能，電工用硅鋼片可分為：可分為：熱軋非織構(gòu)熱軋非織構(gòu)

16、(無(wú)取向無(wú)取向)、冷軋非織構(gòu)、冷軋非織構(gòu)(無(wú)取向無(wú)取向)、冷軋、冷軋高斯織構(gòu)高斯織構(gòu)(單取向單取向)、冷軋立方織構(gòu)、冷軋立方織構(gòu)(雙取向雙取向)的硅鋼片。的硅鋼片。*例：高斯織構(gòu)符號(hào)例：高斯織構(gòu)符號(hào)(110)001；立方織構(gòu)符號(hào)；立方織構(gòu)符號(hào)(100)001。*電工硅鋼片制造工藝電工硅鋼片制造工藝：熱軋和冷軋兩種，以在結(jié)晶溫度為：熱軋和冷軋兩種，以在結(jié)晶溫度為區(qū)分點(diǎn)。區(qū)分點(diǎn)。*應(yīng)用應(yīng)用：電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、電磁機(jī)構(gòu)、繼電器電子：電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、電磁機(jī)構(gòu)、繼電器電子器件及測(cè)量?jī)x表中。器件及測(cè)量?jī)x表中。2021/6/7172021/6/7182.3.3 坡莫合金坡莫合金*1913年被開(kāi)

17、發(fā)出來(lái)，鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為年被開(kāi)發(fā)出來(lái)，鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-90的鎳鐵合金。的鎳鐵合金。*優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：很高的磁導(dǎo)率，成分范圍寬，而且磁性能可通過(guò)改變很高的磁導(dǎo)率，成分范圍寬，而且磁性能可通過(guò)改變成分和熱處理工藝等進(jìn)行調(diào)節(jié)，延展性好，低的損耗。成分和熱處理工藝等進(jìn)行調(diào)節(jié)，延展性好，低的損耗。*缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：BS低，低，Ni是高價(jià)金屬。是高價(jià)金屬。* Ni：7583%范圍時(shí)，具有最佳的綜合磁性能，但這一范范圍時(shí)，具有最佳的綜合磁性能，但這一范圍時(shí)圍時(shí)BS較低。較低。*應(yīng)用：應(yīng)用：可用作在弱磁場(chǎng)下具有很高可用作在弱磁場(chǎng)下具有很高 的鐵芯材料和磁屏蔽材的鐵芯材料和磁屏蔽材料；也可用作要求低剩磁和恒磁導(dǎo)率的脈

18、沖變壓器材料；還可料；也可用作要求低剩磁和恒磁導(dǎo)率的脈沖變壓器材料；還可用作各種磁致伸縮合金、熱磁合金、矩磁合金等。用作各種磁致伸縮合金、熱磁合金、矩磁合金等。2021/6/7192021/6/7202021/6/7212.3.4 其它軟磁合金其它軟磁合金*應(yīng)用：應(yīng)用：由于價(jià)格優(yōu)勢(shì)，常用作由于價(jià)格優(yōu)勢(shì)，常用作Fe-Ni合金的替代品合金的替代品。1、鐵鋁合金、鐵鋁合金*優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低；通過(guò)調(diào)解鋁的含量，可以獲得滿(mǎn)足不同要求的價(jià)格低；通過(guò)調(diào)解鋁的含量，可以獲得滿(mǎn)足不同要求的軟磁材料；合金具有較高的電阻率；具有較高的硬度、強(qiáng)度和耐軟磁材料；合金具有較高的電阻率；具有較高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性；合金

19、密度低，可減輕元件重量；對(duì)應(yīng)力不敏感，適于在沖磨性；合金密度低，可減輕元件重量；對(duì)應(yīng)力不敏感，適于在沖擊、振動(dòng)等環(huán)境下工作；較好的溫度穩(wěn)定性；抗核輻射性能好。擊、振動(dòng)等環(huán)境下工作；較好的溫度穩(wěn)定性；抗核輻射性能好。2、鐵硅鋁合金、鐵硅鋁合金*1932年在日本仙臺(tái)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，因此又稱(chēng)為仙臺(tái)斯特合金，年在日本仙臺(tái)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，因此又稱(chēng)為仙臺(tái)斯特合金，成分為成分為Fe9.6Si5.4Al。該成分時(shí)，。該成分時(shí)， K1和和 S幾乎同時(shí)趨于幾乎同時(shí)趨于零，且具有高零，且具有高 和低和低HC。不需要高價(jià)的不需要高價(jià)的Co和和Ni，且電阻率高、且電阻率高、耐磨性好，所以作為磁頭磁芯材料比較理想。耐磨性好，所以

20、作為磁頭磁芯材料比較理想。2021/6/722*應(yīng)用：應(yīng)用：直流電磁鐵鐵芯、極頭材料、航空發(fā)電機(jī)定子材料、直流電磁鐵鐵芯、極頭材料、航空發(fā)電機(jī)定子材料、電話受話器的振動(dòng)膜片，磁致伸縮材料。電話受話器的振動(dòng)膜片，磁致伸縮材料。3、鐵鈷合金、鐵鈷合金*優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：高的高的MS； Co50，同時(shí)有高的同時(shí)有高的MS， i， max*缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：加工性能較差；電阻率低，不適合在高頻場(chǎng)合用；加工性能較差；電阻率低，不適合在高頻場(chǎng)合用；Co價(jià)格貴價(jià)格貴2021/6/7232.4 鐵氧體軟磁材料鐵氧體軟磁材料*最早由荷蘭菲利普實(shí)驗(yàn)室最早由荷蘭菲利普實(shí)驗(yàn)室Snock于于1935年研制成功。其磁年研制成功。其磁

21、性來(lái)源于亞鐵磁性，故性來(lái)源于亞鐵磁性，故MS較金屬低，但比金屬的較金屬低，但比金屬的 要高很多，要高很多，因此具有良好的高頻特性。因此具有良好的高頻特性。*軟磁鐵氧體材料的特性要求（四高）：軟磁鐵氧體材料的特性要求（四高）：高高 i，高品質(zhì)因數(shù)高品質(zhì)因數(shù)Q，高（時(shí)間、溫度）穩(wěn)定性，高截止頻率高（時(shí)間、溫度）穩(wěn)定性，高截止頻率fr。*除基本要求外，對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合還有不同的特殊要求。除基本要求外，對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合還有不同的特殊要求。比如電波吸收材料希望在工作頻率范圍內(nèi)損耗越大越好。比如電波吸收材料希望在工作頻率范圍內(nèi)損耗越大越好。*按晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)：按晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)：2021/6/724

22、2021/6/725*MnZn鐵氧休是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧休是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的mMnFe2O4nZnFe2O4與與少量少量Fe3O4組成的單相固溶體。組成的單相固溶體。*低頻段應(yīng)用極廣（低頻段應(yīng)用極廣（500kHz以下），優(yōu)點(diǎn)：磁滯損耗低，以下），優(yōu)點(diǎn)：磁滯損耗低，相同磁導(dǎo)率情況下居里溫度較相同磁導(dǎo)率情況下居里溫度較NiZn高，高， i高高(可達(dá)可達(dá)4104 1105)，價(jià)格低廉。，價(jià)格低廉。*NiZn鐵氧體：高頻軟磁材料，鐵氧體：高頻軟磁材料，1100MHz。1MHz以下時(shí)，以下時(shí)，其性能不如其性能不如MnZn鐵氧體，而在鐵氧體，而在1MHz以上時(shí)，優(yōu)于以上時(shí)，優(yōu)于MnZn鐵鐵氧體，因它具有

23、多孔性及高電阻率。氧體，因它具有多孔性及高電阻率。*特點(diǎn)：頻帶寬，體積小，重量輕；起步晚，與國(guó)外差距大；特點(diǎn)：頻帶寬，體積小，重量輕；起步晚，與國(guó)外差距大；Ni價(jià)格高，小于價(jià)格高，小于30MHz時(shí)，可用時(shí)，可用MgZn鐵氧體替代（性能鐵氧體替代（性能稍差）。稍差）。2021/6/726*立方晶系鐵氧體的使用頻率：數(shù)百兆赫之下；立方晶系鐵氧體的使用頻率：數(shù)百兆赫之下；平面型六角晶系鐵氧體：在平面型六角晶系鐵氧體：在 i值相同的情況下值相同的情況下，fr較立方晶較立方晶系高系高510倍。倍。* 從應(yīng)用角度軟磁鐵氧體大致可分為：從應(yīng)用角度軟磁鐵氧體大致可分為：（1）高磁導(dǎo)率材料，）高磁導(dǎo)率材料， i

24、 104；（2）低損耗、高穩(wěn)定性材料，高低損耗、高穩(wěn)定性材料，高 Q值，低值，低DF值；值；（3）高頻、大磁場(chǎng)用的材料；）高頻、大磁場(chǎng)用的材料；（4）高飽和）高飽和Bs低功耗材料（功率鐵氧體）；低功耗材料（功率鐵氧體）；（5）甚高頻六角鐵氧體；）甚高頻六角鐵氧體；（6）其他鐵氧體：如溫感、濕感、電波吸收、電極等材料。）其他鐵氧體：如溫感、濕感、電波吸收、電極等材料。2021/6/7272.5 納米晶軟磁材料納米晶軟磁材料*特征：特征：（1）短程有序，長(zhǎng)程無(wú)序；）短程有序，長(zhǎng)程無(wú)序；（2）不存在位錯(cuò)和晶界，具有高磁導(dǎo)率和低矯頑力；）不存在位錯(cuò)和晶界，具有高磁導(dǎo)率和低矯頑力；（3）電阻率比同種晶態(tài)

25、材料高，適用高頻）電阻率比同種晶態(tài)材料高，適用高頻(渦流損耗小渦流損耗小)；（4）體系自由能高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，加熱時(shí)有結(jié)晶化傾向；）體系自由能高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，加熱時(shí)有結(jié)晶化傾向；（5）機(jī)械強(qiáng)度較高且硬度較高；）機(jī)械強(qiáng)度較高且硬度較高；（6）抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，抗）抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，抗 射線及中子等輻射能力強(qiáng)。射線及中子等輻射能力強(qiáng)。2.5.1 非晶態(tài)軟磁材料非晶態(tài)軟磁材料(具有優(yōu)良的綜合磁性能具有優(yōu)良的綜合磁性能)一、非晶態(tài)軟磁材料的結(jié)構(gòu)和性能一、非晶態(tài)軟磁材料的結(jié)構(gòu)和性能2021/6/728*目前已達(dá)到實(shí)用化的非晶軟磁材料的分類(lèi)：目前已達(dá)到實(shí)用化的非晶軟磁材料的分類(lèi)：1) 3d過(guò)渡金屬過(guò)渡金屬(

26、T)非金屬系。其中非金屬系。其中T為為Fe，Co，Ni等；非等；非金屬為金屬為B，C，Si、P等。等。鐵基：鐵基：BS較高；鐵鎳基：磁導(dǎo)率較高；鈷基：適宜作為高頻較高；鐵鎳基：磁導(dǎo)率較高；鈷基：適宜作為高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器。開(kāi)關(guān)電源變壓器。2) 3d過(guò)渡金屬過(guò)渡金屬(T)金屬系。金屬為金屬系。金屬為T(mén)i，Zr，Nb，Ta等。等。3) 過(guò)渡金屬過(guò)渡金屬(T)稀土類(lèi)金屬稀土類(lèi)金屬(RE)系。其中系。其中T為為Fe，Co；RE為為Gd，Tb，Dy，Nd等。等。 二、制備與應(yīng)用二、制備與應(yīng)用非晶態(tài)：結(jié)晶化前的中間狀態(tài)，亞穩(wěn)態(tài)。冷卻速度足夠快且非晶態(tài)：結(jié)晶化前的中間狀態(tài)，亞穩(wěn)態(tài)。冷卻速度足夠快且冷至足夠低

27、的溫度，以致原子來(lái)不及形核結(jié)晶便凝固下來(lái)。冷至足夠低的溫度，以致原子來(lái)不及形核結(jié)晶便凝固下來(lái)。2021/6/729制備方法：制備方法：1、氣相沉積法、氣相沉積法晶態(tài)材料原子晶態(tài)材料原子（離解）（離解）氣相氣相（無(wú)規(guī)沉積）（無(wú)規(guī)沉積）到低溫冷卻基體上到低溫冷卻基體上形成非晶態(tài)形成非晶態(tài)此類(lèi)技術(shù)主要有：此類(lèi)技術(shù)主要有：真空蒸發(fā)、濺射、輝光放電、化學(xué)沉積等真空蒸發(fā)、濺射、輝光放電、化學(xué)沉積等2021/6/7302、液相急冷法（大多采用此法）、液相急冷法（大多采用此法）熔融合金熔融合金（用加壓惰性氣體）（用加壓惰性氣體）液態(tài)合金從石英噴嘴中噴出液態(tài)合金從石英噴嘴中噴出形成均勻的熔融金屬細(xì)流形成均勻的熔融金屬細(xì)流連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥表連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥表面面液態(tài)合金以液態(tài)合金以10