磁性材料與器件知識

磁性材料與器件知識

　磁性材料主要是指由過渡元素鐵、鈷、鎳及其合金等組成的能夠直接或間接產(chǎn)生磁性的物質(zhì).
　　磁性材料從材質(zhì)和結(jié)構(gòu)上講，分為“金屬及合金磁性材料”和“鐵氧體磁性材料”兩大類，鐵氧體磁性材料又分為多晶結(jié)構(gòu)和單晶結(jié)構(gòu)材料。
　　從應(yīng)用功能上講，磁性材料分為：軟磁材料、永磁材料、磁記錄-矩磁材料、旋磁材料等等種類。軟磁材料、永磁材料、磁記錄-矩磁材料中既有金屬材料又有鐵氧體材料；而旋磁材料和高頻軟磁材料就只能是鐵氧體材料了，因為金屬在高頻和微波頻率下將產(chǎn)生巨大的渦流效應(yīng)，導(dǎo)致金屬磁性材料無法使用，而鐵氧體的電阻率非常高，將有效的克服這一問題、得到廣泛應(yīng)用。
　　磁性材料從形態(tài)上講。包括粉體材料、液體材料、塊體材料 、薄膜材料等。
　　磁性材料的應(yīng)用很廣泛，可用于電聲、電信、電表、電機中，還可作記憶元件、微波元件等?？捎糜谟涗浾Z言、音樂、圖像信息的磁帶、計算機的磁性存儲設(shè)備、乘客乘車的憑證和票價結(jié)算的磁性卡等。
磁性材料的分類
磁性材料現(xiàn)在主要分兩大類，一類是軟磁，一類是硬磁；
　　軟磁包括硅鋼片和軟磁鐵芯；硬磁包括鋁鎳鈷、釤鈷、鐵氧體和釹鐵硼，這其中，最貴的是釤鈷磁鋼，最便宜的是鐵氧體磁鋼，性能最高的是釹鐵硼磁鋼，但是性能最穩(wěn)定，溫度系數(shù)最好的是鋁鎳鈷磁鋼，用戶可以根據(jù)不同的需求選擇不同的硬磁產(chǎn)品。
[編輯本段]磁性材料的基本特性

　　1. 磁性材料的磁化曲線
　　
　　磁性材料是由鐵磁性物質(zhì)或亞鐵磁性物質(zhì)組成的，在外加磁場H 作用下，必有相應(yīng)的磁化強度M 或磁感應(yīng)強度B，它們隨磁場強度H 的變化曲線稱為磁化曲線（M～H或B～H曲線）。磁化曲線一般來說是非線性的，具有2個特點：磁飽和現(xiàn)象及磁滯現(xiàn)象。即當(dāng)磁場強度H足夠大時，磁化強度M達到一個確定的飽和值Ms，繼續(xù)增大H，Ms保持不變；以及當(dāng)材料的M值達到飽和后，外磁場H降低為零時，M并不恢復(fù)為零，而是沿MsMr曲線變化。材料的工作狀態(tài)相當(dāng)于M～H曲線或B～H曲線上的某一點，該點常稱為工作點。
　　2. 軟磁材料的常用磁性能參數(shù)
　　飽和磁感應(yīng)強度[1]Bs：其大小取決于材料的成分，它所對應(yīng)的物理狀態(tài)是材料內(nèi)部的磁化矢量整齊排列。
　　剩余磁感應(yīng)強度Br：是磁滯回線上的特征參數(shù)，H回到0時的B值。
　　矩形比：Br∕Bs
　　矯頑力Hc：是表示材料磁化難易程度的量，該數(shù)值取決于材料的成分及缺陷（雜質(zhì)、應(yīng)力等）。
　　磁導(dǎo)率μ：是磁滯回線上任何點所對應(yīng)的B與H的比值，該數(shù)值與器件工作狀態(tài)密切相關(guān)。
　　初始磁導(dǎo)率μi、最大磁導(dǎo)率μm、微分磁導(dǎo)率μd、振幅磁導(dǎo)率μa、有效磁導(dǎo)率μe、脈沖磁導(dǎo)率μp。
　　居里溫度Tc：鐵磁物質(zhì)的磁化強度隨溫度升高而下降，達到某一溫度時，自發(fā)磁化消失，轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判?，該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。
　　損耗P：磁滯損耗Ph及渦流損耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ 降低，
　　磁滯損耗Ph的方法是降低矯頑力Hc；降低渦流損耗Pe 的方法是減薄磁性材料的厚度t 及提高材料的電阻率ρ。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關(guān)系為：
　　總功率耗散（mW）/表面積（cm2）