具有较高的饱和磁感应强度 Bs:如果磁感应强度 Bs 高 , 则相同磁通 Φ需要磁芯截面积 A 较小 , 磁性元件体积小 。低频时 , 更大工作磁感 应强度受饱和磁感应强度限制;但在高频时 , 主要是损耗限制了磁感 应强度的选取 , 磁芯未必饱和 , 是绝缘材料的温度极限限制了损耗的 大小 。
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磁芯损耗:软磁材料多用于交流磁场 , 因此动态磁化造成的磁损耗不 可忽视 。动态磁化所造成的损耗包括 3 部分 , 即涡流损耗、磁滞损耗 和剩余损耗 。随着交变磁场频率的增加 , 软磁材料的动态磁化所造成 的磁芯损耗增大 。
稳定性:要求软磁材料不但要高磁导率和低损耗等 , 更重要的是高稳 定性 。软磁材料的高稳定性是指磁导率的温度稳定性要高 , 减落系数 小 , 随时间老化要尽可能小 , 以保证长期工作于恶劣环境 。影响软磁 材料工作的因素有低温、潮湿、电磁场、机械负荷和电离辐射等 , 在 这些因素影响下 , 软磁材料的基本特性参数会发生变化 , 从而导致性 能的变化 。
磁性材料主要的特性是具有磁滞回线 , 软磁与硬磁材料的主要区别在于矫 顽力的高低不同 , 实质上也就是材料的磁滞回线所包含面积的大小不同 。矫顽力高的材料 , 回线包含的面积大 , 其磁储能就高 。一般软磁材料的磁 滞回线很窄 , 矫顽力在 100A/m 以下 , 而硬磁材料的磁滞回线很宽 , 矫顽 力在 1000A/m 以上 。
磁性材料的研究和制备开始于 20 世纪初 , 以永磁材料和软磁材料为例 。在近百年的时间里 , 磁性材料的发展方向形成了两个极端 , 即尽可能追求 实现材料更高或更低的矫顽力 。(报告来源:未来智库)
二、永磁材料:高矫顽力、高剩磁强度 , 电机领域核心材料永磁材料又称恒磁材料或硬磁材料 , 指的是磁化后去掉外磁场 , 能长期保 留磁性 , 能经受一定强度的外加磁场干扰的一种功能材料 。永磁材料具有 宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁的特性 , 具备转换、传递、处理、存储信 息和能量等功能 , 应用范围广泛 , 如电声、选矿、能源、家用电器、医疗 卫生、汽车、自动控制、信息技术等领域对永磁材料有着不可替代的需求 。
根据永磁材料的磁性强弱以及发展阶段 , 永磁材料分为金属永磁、铁氧体 永磁和稀土永磁三类 。
2.1 金属永磁:初代永磁合金 , 应用于电气仪表等特殊领域
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金属永磁材料发展和应用较早 , 是以铁和铁族元素为重要组元的合金型永 磁材料 , 又称永磁合金 , 主要有铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金和 铂钴系永磁合金等 。
铝镍钴系永磁合金
1931 年 , 日本材料专家 Mishima 发现了一种特定成分的 AlNiCo 合金 (58% Fe , 30%Ni , 12%Al) , 其矫顽性极高 , 是当时更好的磁性钢的 两倍 。在 1970 年代发现稀土磁铁之前 , AlNiCo 合金是最强的永久磁 铁材料 。
AlNiCo 永磁具有剩磁高、居里温度高且剩磁温度系数小的优点 , 即使 在温度高达 500℃的工作环境还能使用 , 因温度变化而发生的永磁特 性的退化也较小 , 但是矫顽力低 , 质地硬而脆 , 加工困难 , 多用于电气仪表和通讯机器等要求高可靠性的领域中 , 更是军工产品上常用的 永磁材料 。
铁铬钴系永磁合金
FeCrCo 是 20 世纪 70 年代问世的变形永磁合金 , 含有 20%-33%铬、 3%-25%钴、3%钼或 0.7%-1.0%硅 。具有优良的磁性能及可加工性 , 可进行冷热塑性变形 , 磁性类似于铝镍钴系永磁合金 , 并可通过塑性 变形和热处理提高磁性能 。
FeCrCo 合金可以进行机加工、深冲压、拉拔等 , 生产出不同规格的细 丝、薄带 , 用于制造各种截面小、形状复杂的小型磁体元件 , 例如电 话受话器、扬声器、转速表和磁滞电机等 。
铂钴系合金
PtCo 永磁合金在所有可加工永磁合金中具有更高的矫顽力和较高的磁 能积 , 合金的成分为:Pt 76% , Co 24% , 是以铂为基含钴的二元合金 。PtCo 合金磁性极强 , 磁稳定性较高 , 耐化学腐蚀性很好 , 氢氧化钾和 热浓 *** 都不能将其腐蚀 , 可在酸、碱、盐介质下工作 , 由于其价格 昂贵 , 因此主要用于其它永磁材料无法工作的恶劣、特殊环境之中 。
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