磁性质料ppt

  磁性材料ppt_理学_高等教育_教育专区。介绍了磁性材料的定义,分类;重点介绍了软磁材料和硬磁材料的发展现状及应用前景。

  磁性材料 一.简介 二.软磁材料 1.组织结构与性能的关系 2.软磁材料及其工程应用 三.硬磁材料 1.组织结构与性能的关系 2.硬磁材料及其应用 四. 发展现状与展望 变压器 一.简介 实验表明,任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化,只是磁化 的程度不同。根据物质在外磁场中表现出的特性,物质可分为五类:顺磁 性物质,抗磁性物质,铁磁性物质,亚铁磁性物质,反磁性物质。 磁性材料按矫顽力的大小(磁化后去磁的难易程度)可分为硬磁材料 和软磁材料两种。 磁性橄榄球 司南 永磁材料 二.软磁材料 软磁材料的特点是高的磁导率,低的矫顽力(一 般Hc100A/m)和低铁芯损耗。 1.组织结构与性能关系 1).通过提高材料的均匀性来降低 矫顽力。 2).通过降低磁各向异性来提高磁 导率,降低铁芯损耗。 软磁材料——铁粉芯 2.软磁材料及其工程应用 软磁材料大概分类为:纯铁和碳钢,镍-铁合金,磁性陶瓷 材料,非晶态合金,纳米晶软磁材料。 总的来说有两大方面的应用: 1.强电流器件的应用,一般在准静态或低频,大电流下使用; 如电磁铁,功率变压器,电机等的铁芯。 2.弱电流器件的应用,一般在频率较高,弱电流下使用。如 通讯设备中接收天线线圈的磁芯,电子线路中的小变压器铁芯等。 电机定子铁芯 变压器铁芯 三.硬磁材料 硬磁材料又称永磁材料,是指被外磁场磁化后, 去掉外磁场后仍能保持着较强的剩磁的材料。 1.组织结构与磁性 能关系 1)性能指标:.矫顽 力Hc,剩磁Br,最大磁能 积(BH)m,居里温度Tc, 剩余磁化强度Mr。 2)硬磁材料的4大特 性:高的矫顽力,高的剩 余磁通密度和高的剩余磁 化强度,高的最大磁能积, 高的稳定性。 硬磁材料 2.硬磁材料及其应用 (1)稀土硬磁材料:这是当前最大磁能积最高的 一大类硬磁材料,为稀土族元素和铁族元素为 主要成分的金属互化物(又称金属间化合物)。 如钕铁硼稀土合金硬磁材料。 (2)金属硬磁材料:这是一大类发展和应用都较 早的以铁和铁族元素(如镍、钴等)为重要组元 的合金型硬磁材料,主要有铝镍钴(AlNiCo)系 和铁铬钴(FeCrCo)系两大类硬磁合金。 (3)铁氧体硬磁材料:这是以Fe2O3为主要组元 的复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如 反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高,特别 有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体 (BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)等都有很 多应用。 稀土永磁铁面向汽车应用 磁阀 四.发展现状与展望未来 1.硬磁材料,目前应用最为广泛的还是钕铁硼强磁和铁氧体 磁铁。 钕铁硼磁性材料是钕,氧化铁等的合金,又称磁钢。是稀土永磁材 料发展的最新结果,钕铁硼具有极高的磁能积,矫顽力和高能量密度。 在现代工业和电子技术中获得了广泛应用,从而使仪器仪表、电声电机、 磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。 铁氧体磁铁采用粉末冶金方法生产、剩磁较低,回复磁导磁率小。 矫顽力较大,抗去磁能力较强,特别适宜于用作动态工作条件的磁路结 构。主要原材料是氧化物,故不易腐蚀。工作温度:-40℃至+200℃。 钕铁硼 铁氧体 2.相对而言,软磁材料较硬磁材料的应用范围更加广泛。 软磁材料的应用类型: 1) 磁粉芯:铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯、坡莫合金粉芯、 铁氧体磁芯。 2) 带绕铁芯:硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金。 3)常用软磁磁芯 磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁 材料。由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5 微米),又被 非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用 于较高频率; 另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有 低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现 象,磁导率随频率的变化也就较为稳定。主要用于高频电感。磁粉 芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、 它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。 常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。 铁粉芯 铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法,主要应用于电器回 路中解决电磁兼容性(EMC)问题。即用来消除电器回路中由于各 种不同原因产生的杂波,辐射。 如下图是由铁粉芯制成的磁环,当一定波段的杂波通过磁环时, 磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从 而被消耗掉。来达到降低杂波的目的。 铁 粉 芯 磁 环 铁硅铝粉芯 铁硅铝粉芯由9%Al、5%Si, 85%Fe粉构成。主要是用来替代铁粉芯。 与铁粉芯相比,铁硅铝在高温下的表现较好,在一些应用 中,使用铁硅铝也比用铁粉芯尺寸更小。 在必须通过大型交流电压,而不产生饱和的噪音滤波电感 器中,非常适合使用铁硅铝磁芯。采用铁硅铝磁芯可缩小在线 滤波器的尺寸,因为需要的匝数比使用铁氧体少。铁硅铝还具 有接近零的磁致伸縮系数,也就是说,在可听频率范围内噪音 或在线电流的糙作中非常安静。 高磁通密度和低磁芯损耗的特性,使铁硅铝磁芯非常适用 于功率因数校正电路,以及单向驱动的应用,如回扫变压器, 脉冲变压器。 铁硅铝粉芯磁环 坡莫合金粉芯 坡莫合金指铁镍合金,坡莫合金的最大 特点是具有很高的弱磁场导磁率。它们的饱 和磁感应强度一般在0.6--1.0T之间。 用于制作音频变压器、互感器、磁放大 器、磁调制器、扼流器、音频磁头等。 坡莫合金 互感器又称为仪用变压器, 是电流互感器和电压互感器的 统称。其功能主要是将高电压 或大电流按比例变换成标准低 电压(100V)或标准小电流 (5A或1A,均指额定值),以 便实现测量仪表、保护设备及 自动控制设备的标准化、小型 化。 互感器 展望未来 磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进 而发展,例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。 磁性半导体材料和磁敏材料和器件可以应用于遥感、遥则技术和 机器人。人们正在研究新的非晶态和稀土磁性材料(如钕铁合金)。 磁性液体已进入实用阶段。 另外,一些新的物理和化学效应的发现(如拓扑效应)也给新磁 性材料的研制和应用(如磁声和磁热效应的应用)提供了条件。