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1、什么是磁性材料1 .磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外 加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B, 它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线（MH或BH 曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁 饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度 M到达一个确定的饱和值Ms,继续增大H, Ms保持不变；以 及当材料的M值到达饱和后，外磁场H降低为零时，M并不 恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M H曲线或BH曲线上的某一点，该点常称为工作点。2 .软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对
2、 应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到 0时的B值。矩形比：Br / Bs矫顽力He：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料 的成分及缺陷（杂质、应力等）。磁导率u ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值, 与器件工作状态密切相关。初始磁导率口 i、最大磁导率Um、微分磁导率ud、振 幅磁导率口 a、有效磁导率He、脉冲磁导率up。居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降, 到达某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温 度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + P
3、e = af + bf2+ c Pe 8 f2 t2 / , P 降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力He；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率P。在 自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为：总功率耗散（mW） /外表积（cm2）.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的 电压电流特性。器件的电压电流特性与磁芯的几何形状 及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿 握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器 件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的 几何形状及尺寸；根据磁性参数要
4、求，模拟磁芯的工作状态 得到相应的电气参数。磁性材料是一种重要的电子材料。早期的磁性材料主要 采用金属及合金系统，随着生产的开展，在电力工业、电讯 工程及高频无线电技术等方面，迫切要求提供一种具有很高 电阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁铁矿及其他具有磁 性的氧化物的根底上，研制出了一种新型磁性材料一一铁氧 体。铁氧体属于氧化物系统的磁性材料，是以氧化铁和其他 铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物，可用 于制造能量转换、传输和信息存储的各种功能器件。铁氧体磁性材料按其晶体构造可分为：尖晶石型 (MFe204)；石榴石型(R3Fe5012)；磁铅石型(MFel2019)； 钙钛矿型(M
5、Fe03)o其中M指离子半径与Fe2 +相近的二价 金属离子，R为稀土元素。按铁氧体的用途不同，又可分为 软磁、硬磁、矩磁和压磁等几类。软磁材料是指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种 铁氧体材料。有实用价值的软磁铁氧体主要是镒锌铁氧体Mn -ZnFe204和镶锌铁氧体Ni-ZnFe04o软磁铁氧体的晶体构 造一般都是立方晶系尖晶石型，这是目前各种铁氧体中用途 较广，数量较大，品种较多，产值较高的一种材料。主要用 作各种电感元件，如滤波器、变压器及天线的磁性和磁带录 首、录像的磁头。硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保存磁性的一 种铁氧体材料，也称为永磁材料或恒磁材料。硬磁铁氧体的 晶体构造大
6、致是六角晶系磁铅石型，其典型代表是领铁氧体 BaFel2019o这种材料性能较好，本钱较低，不仅可用作电 讯器件如录音器、 机及各种仪表的磁铁，而已在医学、 生物和印刷显示等方面也得到了应用。镁镒铁氧体Mg-MnFe304,银钢铁氧体Ni-CuFe204及 稀土石榴型铁氧体3Me203 5Fe203 (Me为三价稀土金属离 子，如Y3+、Sm3+、Gd3 +等)是主要的旋磁铁氧体材料。 磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的直流磁场和电磁 波磁场的作用下，电磁波在材料内部按一定方向的传播过程 中，其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象。旋磁现象实际 应用在微波波段，因此，旋磁铁氧体材料也称为微波铁氧
7、体。主要用于雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电子设备中。重要的矩磁材料有镒锌铁氧体和温度特性稳定的Li- Ni-Zn铁氧体、Li-Mn-Zn铁氧体。矩磁材料具有区分物 理状态的特性，如电子计算机的“1”和“0”两种状态，各 种开关和控制系统的“开”和“关”两种状态及逻辑系统的 “是”和“否”两种状态等。几乎所有的电子计算机都使用 矩磁铁氧体组成高速存贮器。另一种新近开展的磁性材料是 磁泡材料。这是因为某些石榴石型磁性材料的薄膜在磁场加 到一定大小时，磁畴会形成圆柱状的泡畴，貌似浮在水面上 的水泡，泡的“有”和“无”可用来表示信息的“1”和的” 两种状态。由电路和磁场来控制磁泡的产生、消失、传输、 分裂以及磁泡间的相互作用，即可实现信息的存储记录和逻 辑运算等功能，在电子计算机、自动控制等科学技术中有着 重要的应用。压磁材料是指磁化时能在磁场方向作机械伸长或缩短 的铁氧体材料。目前应用最多的是银锌铁氧体，檬铜铁氧体 和锲镁铁氧体等。压磁材料主要用于电磁能和机械能相互转 换的超声器件、磁声器件及电讯器件、电子计算机、自动控 制器件等。