1、磁性材料磁性材料磁性功能材料磁性功能材料 磁性材料指那些有實(shí)際工程意義具有較強(qiáng)磁性磁性材料指那些有實(shí)際工程意義具有較強(qiáng)磁性的材料。的材料。是是最古老的功能材料最古老的功能材料。西元前幾世紀(jì)人類就西元前幾世紀(jì)人類就發(fā)現(xiàn)自然界中存在天然磁體，磁性發(fā)現(xiàn)自然界中存在天然磁體，磁性( (MagnetismMagnetism) )一詞一詞就因盛產(chǎn)天然磁石的就因盛產(chǎn)天然磁石的MagnesiaMagnesia地區(qū)而得名。早期的磁地區(qū)而得名。早期的磁性材料主要是軟鐵、矽鋼片、鐵氧體等。二十世紀(jì)六性材料主要是軟鐵、矽鋼片、鐵氧體等。二十世紀(jì)六十年代起，非晶態(tài)軟磁材料、納米晶軟磁材料、稀土十年代起，非晶態(tài)軟磁材料、

2、納米晶軟磁材料、稀土永磁材料等一系列的高性能磁性材料相繼出現(xiàn)。磁性永磁材料等一系列的高性能磁性材料相繼出現(xiàn)。磁性材料廣泛應(yīng)用於電腦及聲像記錄用大型存放區(qū)裝置如材料廣泛應(yīng)用於電腦及聲像記錄用大型存放區(qū)裝置如磁片、磁帶，電工產(chǎn)品如變壓器、電機(jī)，以及通訊、磁片、磁帶，電工產(chǎn)品如變壓器、電機(jī)，以及通訊、無(wú)線電、電器和各種電子裝置中，是電子和電工工業(yè)、無(wú)線電、電器和各種電子裝置中，是電子和電工工業(yè)、機(jī)械行業(yè)和日常生活中不可缺少的材料之一，機(jī)械行業(yè)和日常生活中不可缺少的材料之一，第三章第三章 磁性材料磁性材料第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性 第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及其應(yīng)用軟磁材料及其應(yīng)用基本要求基本要求

3、第三節(jié)第三節(jié) 硬磁材料及其應(yīng)用硬磁材料及其應(yīng)用第四節(jié)第四節(jié) 磁記錄材料及其應(yīng)用磁記錄材料及其應(yīng)用主要內(nèi)容主要內(nèi)容理解磁性的起因及理解磁性的起因及其參量其參量理解磁性的分類及理解磁性的分類及鐵磁物質(zhì)的特性鐵磁物質(zhì)的特性掌握軟磁材料、硬掌握軟磁材料、硬磁材料磁記錄材料的磁材料磁記錄材料的特點(diǎn)及其應(yīng)用。特點(diǎn)及其應(yīng)用。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料一、磁性的產(chǎn)生及磁學(xué)基本參量一、磁性的產(chǎn)生及磁學(xué)基本參量物質(zhì)磁性的本質(zhì)：原子的磁矩物質(zhì)磁性的本質(zhì)：原子的磁矩 原子的磁矩原子的磁矩 原子核磁矩：約為電子磁矩原子核磁矩：約為電子磁矩1/20001/2000 電子磁矩電子磁矩 軌道磁矩軌道磁

4、矩 自旋磁矩自旋磁矩 磁介質(zhì)：在磁場(chǎng)作用下能磁化的物質(zhì)。磁介質(zhì)：在磁場(chǎng)作用下能磁化的物質(zhì)。1、磁化強(qiáng)度、磁化強(qiáng)度M 單位：?jiǎn)挝唬篈/m或或高斯（高斯（Gs），），向量，由向量，由S極指向極指向N極。極。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料磁化強(qiáng)度：衡量物質(zhì)有無(wú)磁性或磁性大小磁化強(qiáng)度：衡量物質(zhì)有無(wú)磁性或磁性大小的物理量，定義為物質(zhì)單位體積中的磁矩的物理量，定義為物質(zhì)單位體積中的磁矩大小。大小。2、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度H 單位：?jiǎn)挝唬篈/m或或高斯（高斯（Gs），），向量，向量，由由S極指向極指向N極。極。 第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料磁場(chǎng)強(qiáng)度：是指外界磁場(chǎng)的大小

5、，也是一磁場(chǎng)強(qiáng)度：是指外界磁場(chǎng)的大小，也是一個(gè)向量。單位同磁化強(qiáng)度個(gè)向量。單位同磁化強(qiáng)度M。磁場(chǎng)強(qiáng)度。磁場(chǎng)強(qiáng)度H一般是由導(dǎo)體中的電流或者永磁體產(chǎn)生的。一般是由導(dǎo)體中的電流或者永磁體產(chǎn)生的。3、磁化率、磁化率M/H第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料磁化強(qiáng)度磁化強(qiáng)度M與磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度H的比值稱為的比值稱為磁化磁化率率：即：即M/H表徵物質(zhì)磁性的大小表徵物質(zhì)磁性的大小4、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度B 單位：特斯拉（單位：特斯拉（T）或韋或韋/米米2 (Wb/m2)B =0 (H+M)第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料0是真空磁導(dǎo)率，是真空磁導(dǎo)率，0 =410-7H/m

6、在真空中（在真空中（M=0），），當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H為為（107/4 ）A/m時(shí)，相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為為1T。5、磁偶極矩、磁偶極矩pm、磁矩磁矩m第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料磁偶極子：通常把尺寸小到原子大小的小磁偶極子：通常把尺寸小到原子大小的小磁體稱為磁偶極子，等效為環(huán)繞回路流動(dòng)磁體稱為磁偶極子，等效為環(huán)繞回路流動(dòng)的電荷。的電荷。磁偶極矩磁偶極矩pm：真空中每單位外加磁場(chǎng)作用真空中每單位外加磁場(chǎng)作用在磁偶極子上的最大力矩。單位為在磁偶極子上的最大力矩。單位為Wb m。磁偶極子的磁矩磁偶極子的磁矩m和和磁偶極矩磁偶極矩pm有如下關(guān)係：有如下關(guān)係：m

7、=pm /0 磁矩磁矩m的單位為的單位為Am2。磁矩是表徵磁性物體磁性大小的物理量。磁矩是表徵磁性物體磁性大小的物理量。磁矩愈大，磁性愈強(qiáng)，即物體在磁場(chǎng)中所磁矩愈大，磁性愈強(qiáng)，即物體在磁場(chǎng)中所受的力也大。受的力也大。磁矩只與物體本身有關(guān)，與外磁場(chǎng)無(wú)關(guān)。磁矩只與物體本身有關(guān)，與外磁場(chǎng)無(wú)關(guān)。 第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料6、磁通量、磁通量 單位為韋（單位為韋（Wb）第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料磁通量是磁感應(yīng)通量的簡(jiǎn)稱，其定義是：磁通量是磁感應(yīng)通量的簡(jiǎn)稱，其定義是：將通過(guò)磁場(chǎng)中某一微元面積將通過(guò)磁場(chǎng)中某一微元面積 S的磁通量的磁通量 等於該處磁感應(yīng)強(qiáng)度等於

8、該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B在垂直於面積方在垂直於面積方向上的分量向上的分量Bn和面積和面積 S的乘積，即的乘積，即 =Bn S=BcosS式中式中 為為磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與面積的方向與面積 S的的垂線方向之間的夾角。垂線方向之間的夾角。7、磁導(dǎo)率、磁導(dǎo)率第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料磁導(dǎo)率定義為磁導(dǎo)率定義為=B/0 HB B與與H H的比值稱為絕對(duì)磁導(dǎo)率的比值稱為絕對(duì)磁導(dǎo)率絕對(duì)絕對(duì)。絕對(duì)絕對(duì)=B/H=0磁導(dǎo)率就等於材料的絕對(duì)磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率就等於材料的絕對(duì)磁導(dǎo)率絕對(duì)絕對(duì)與真空磁與真空磁導(dǎo)率之比，故也稱為相對(duì)磁導(dǎo)率。導(dǎo)率之比，故也稱為相對(duì)磁導(dǎo)率。磁性材料磁性材料二、磁性的分類二、

9、磁性的分類1 1、抗磁性物質(zhì)、抗磁性物質(zhì) 呈抗磁性，或稱逆磁性。呈抗磁性，或稱逆磁性。 0，M與與H方向相反方向相反 ；磁化率磁化率 很小，很小，-10-5 -10-6 ，且不隨溫度變化。，且不隨溫度變化。屬於這類物質(zhì)的金屬有：屬於這類物質(zhì)的金屬有：Bi、Zn、Cu、Ag、Au、Mg。物質(zhì)按磁化率以及在磁場(chǎng)中的行為可以分為物質(zhì)按磁化率以及在磁場(chǎng)中的行為可以分為五類，即抗磁性物質(zhì)、順磁性物質(zhì)、鐵磁性五類，即抗磁性物質(zhì)、順磁性物質(zhì)、鐵磁性物質(zhì)、反鐵磁性物質(zhì)、亞鐵磁性物質(zhì)。物質(zhì)、反鐵磁性物質(zhì)、亞鐵磁性物質(zhì)。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性2 2、順磁性物質(zhì)、順磁性物質(zhì)呈順磁性。呈順磁性。 0， M

10、與與H方向相同；磁化率方向相同；磁化率 在在 10-310-5。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料其特徵是組成這些物質(zhì)的原子具有恒定的其特徵是組成這些物質(zhì)的原子具有恒定的與外磁場(chǎng)無(wú)關(guān)的磁矩與外磁場(chǎng)無(wú)關(guān)的磁矩 。屬於這類物質(zhì)的金屬有：屬於這類物質(zhì)的金屬有：La、Pr、MnAl、除除Be以外的鹼金屬和鹼土金屬以及居裡溫以外的鹼金屬和鹼土金屬以及居裡溫度以上的鐵磁性元素度以上的鐵磁性元素Fe、Ni、Co等。等。3 3、鐵磁性物質(zhì)、鐵磁性物質(zhì)呈鐵磁性。呈鐵磁性。 0，磁化率磁化率 在在可達(dá)可達(dá)104數(shù)量級(jí)。數(shù)量級(jí)。自發(fā)磁化自發(fā)磁化：鐵磁體的原子磁矩在不加外磁場(chǎng)：鐵磁體的原子磁矩在不加外

11、磁場(chǎng)時(shí)，由於一種自身力量的作用而互相平行排時(shí)，由於一種自身力量的作用而互相平行排列，呈飽和磁化的狀態(tài)。列，呈飽和磁化的狀態(tài)。磁疇磁疇: :這種自發(fā)磁化不是整體飽和，而是分這種自發(fā)磁化不是整體飽和，而是分成許多小區(qū)域，在每個(gè)小區(qū)域內(nèi)飽和，這種成許多小區(qū)域，在每個(gè)小區(qū)域內(nèi)飽和，這種飽和的小區(qū)域稱為磁疇。飽和的小區(qū)域稱為磁疇。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料磁性材料磁性材料鐵磁物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鐵磁物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）原子存在未填滿的內(nèi)電子層（例如）原子存在未填滿的內(nèi)電子層（例如3d或或4f層），在此層中未對(duì)消的電子自旋磁矩層），在此層中未對(duì)消的電子自旋磁矩產(chǎn)生原子磁矩。

12、產(chǎn)生原子磁矩。 （2）原子間距與未滿電子層半徑之比值要）原子間距與未滿電子層半徑之比值要求有一定的大小，這樣才能夠有足夠大的交求有一定的大小，這樣才能夠有足夠大的交換力，使物質(zhì)中原子磁矩同相排列，才能形換力，使物質(zhì)中原子磁矩同相排列，才能形成鐵磁性。成鐵磁性。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性鐵磁性物質(zhì)是一種磁性很強(qiáng)的物質(zhì)。是鐵磁性物質(zhì)是一種磁性很強(qiáng)的物質(zhì)。是磁性材料的物質(zhì)基礎(chǔ)。磁性材料的物質(zhì)基礎(chǔ)。常見(jiàn)的鐵磁性金屬有：常見(jiàn)的鐵磁性金屬有：FeFe、NiNi、CoCo，某某些稀土元素以及由些稀土元素以及由FeFe、NiNi、CoCo組成的合組成的

13、合金等。金等。4 4、反鐵磁性物質(zhì)、反鐵磁性物質(zhì) 0， M與與H方向相同；磁化率方向相同；磁化率 在在10-510-3。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料反鐵磁性物質(zhì)原子之間的磁矩不同與鐵磁性物質(zhì)反鐵磁性物質(zhì)原子之間的磁矩不同與鐵磁性物質(zhì)是平行的，而是反平行排列的。這種反方向的磁是平行的，而是反平行排列的。這種反方向的磁矩相互抵消，結(jié)果使總的磁矩為零。矩相互抵消，結(jié)果使總的磁矩為零。常見(jiàn)的反鐵磁性物質(zhì)有：常見(jiàn)的反鐵磁性物質(zhì)有：Mn、Cr,部分鐵氧體部分鐵氧體ZnFe2O4如和某些化合物如和某些化合物MnO、NiO、FeF2等。等。5 5、亞鐵磁性物質(zhì)、亞鐵磁性物質(zhì) 0第一節(jié)第一

14、節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料亞鐵磁性物質(zhì)的原子磁矩之間也存在反鐵磁性相亞鐵磁性物質(zhì)的原子磁矩之間也存在反鐵磁性相互作用，只是反平行排列的磁矩大小不等，不能互作用，只是反平行排列的磁矩大小不等，不能完全抵消。從而也引起一定程度的自發(fā)磁化。完全抵消。從而也引起一定程度的自發(fā)磁化。常見(jiàn)的亞鐵磁性物質(zhì)有：尖晶石型晶體常見(jiàn)的亞鐵磁性物質(zhì)有：尖晶石型晶體、石榴石石榴石型晶體等幾種結(jié)構(gòu)類型的鐵氧體，稀土鈷金屬之型晶體等幾種結(jié)構(gòu)類型的鐵氧體，稀土鈷金屬之間的化合物和一些過(guò)渡金屬。間的化合物和一些過(guò)渡金屬。磁性材料磁性材料三、鐵磁性物質(zhì)的特性三、鐵磁性物質(zhì)的特性1 1、內(nèi)稟特性參數(shù)、內(nèi)稟特性參數(shù)（1

15、 1）自發(fā)磁化強(qiáng)度）自發(fā)磁化強(qiáng)度Ms ：鐵磁性物質(zhì)中的鐵磁性物質(zhì)中的原子磁矩按一定規(guī)律排列在晶格中，與相原子磁矩按一定規(guī)律排列在晶格中，與相鄰近原子發(fā)生相互作用，使鄰近原子的磁鄰近原子發(fā)生相互作用，使鄰近原子的磁矩方向趨於與某一晶軸方向平行，自發(fā)地矩方向趨於與某一晶軸方向平行，自發(fā)地產(chǎn)生磁化強(qiáng)度。產(chǎn)生磁化強(qiáng)度。Ms的大小決定於鐵磁性物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)和的大小決定於鐵磁性物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)和鄰近原子間的相互作用，並隨溫度而變化。鄰近原子間的相互作用，並隨溫度而變化。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料（2 2）居裡溫度）居裡溫度Tc 當(dāng)在某溫度以下，迫使鄰

16、近原子取向當(dāng)在某溫度以下，迫使鄰近原子取向一致的相互作用超過(guò)原子熱運(yùn)動(dòng)的破壞一致的相互作用超過(guò)原子熱運(yùn)動(dòng)的破壞作用，則在該溫度以下，可以形成一定作用，則在該溫度以下，可以形成一定程度的自發(fā)磁化，該溫度叫做居裡溫度程度的自發(fā)磁化，該溫度叫做居裡溫度（居裡點(diǎn)）。（居裡點(diǎn)）。 居裡溫度以上時(shí)，原子熱運(yùn)動(dòng)超過(guò)了居裡溫度以上時(shí)，原子熱運(yùn)動(dòng)超過(guò)了原子磁矩取向一致的作用，而變?yōu)榛靵y原子磁矩取向一致的作用，而變?yōu)榛靵y狀態(tài)，呈順磁性。狀態(tài)，呈順磁性。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料（3 3）磁各向異性參數(shù)）磁各向異性參數(shù)K1 晶體磁性材料在不同的晶軸方向的磁晶體磁性材料在不同的晶軸方向的磁性能

17、是不一樣的，這個(gè)性質(zhì)稱為磁各向性能是不一樣的，這個(gè)性質(zhì)稱為磁各向異性。異性。 易於磁化的晶軸方向稱為易磁化方向；易於磁化的晶軸方向稱為易磁化方向；難於磁化的晶軸方向稱為難磁化方向難於磁化的晶軸方向稱為難磁化方向。磁各向異性參數(shù)磁各向異性參數(shù)K1：表徵了某鐵磁性：表徵了某鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)下磁化時(shí)的難易程度。物質(zhì)在外磁場(chǎng)下磁化時(shí)的難易程度。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料（4 4）飽和磁致伸縮係數(shù)）飽和磁致伸縮係數(shù)s 當(dāng)鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下被磁化當(dāng)鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下被磁化時(shí)，鐵磁性物質(zhì)發(fā)生尺寸及形狀的變化，時(shí)，鐵磁性物質(zhì)發(fā)生尺寸及形狀的變化，這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為磁

18、致伸縮現(xiàn)象磁致伸縮現(xiàn)象。 飽和磁致伸縮係數(shù)飽和磁致伸縮係數(shù)s：表示某一物質(zhì)在：表示某一物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下沿磁場(chǎng)方向測(cè)量到最大長(zhǎng)外磁場(chǎng)作用下沿磁場(chǎng)方向測(cè)量到最大長(zhǎng)度或形狀的變化度或形狀的變化。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料2 2、磁化、磁化鐵磁物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下的磁化過(guò)程是不可鐵磁物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下的磁化過(guò)程是不可逆的，這就是逆的，這就是磁滯現(xiàn)象磁滯現(xiàn)象。（1 1）關(guān)於磁化的幾個(gè)重要概念）關(guān)於磁化的幾個(gè)重要概念磁化曲線表徵的是鐵磁物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下所磁化曲線表徵的是鐵磁物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下所具有的磁化規(guī)律，又稱為具有的磁化規(guī)律，又稱為技術(shù)磁化曲線技術(shù)磁化曲線。自發(fā)磁化自發(fā)磁化：

19、鐵磁性物質(zhì)的自旋磁矩在無(wú)外加磁：鐵磁性物質(zhì)的自旋磁矩在無(wú)外加磁場(chǎng)條件下自發(fā)地取向一致的行為。場(chǎng)條件下自發(fā)地取向一致的行為。磁性材料磁性材料第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性 磁滯回線磁滯回線是當(dāng)磁場(chǎng)在正負(fù)兩個(gè)相同數(shù)值之間是當(dāng)磁場(chǎng)在正負(fù)兩個(gè)相同數(shù)值之間變化時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化回線。這個(gè)回線變化時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化回線。這個(gè)回線的大小隨磁場(chǎng)的正負(fù)最大值而不同。從飽和的大小隨磁場(chǎng)的正負(fù)最大值而不同。從飽和磁化狀態(tài)開始的磁滯回線叫磁化狀態(tài)開始的磁滯回線叫基本磁滯回線基本磁滯回線。磁化曲線和磁滯回線有兩種標(biāo)記法：磁化曲線和磁滯回線有兩種標(biāo)記法：一種是一種是磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B對(duì)磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)H的曲線的曲線

20、。這是工。這是工程技術(shù)中常用的表示方法；程技術(shù)中常用的表示方法；另一種是另一種是磁化強(qiáng)度磁化強(qiáng)度M對(duì)磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)H的曲線的曲線，這是，這是磁學(xué)中常用的表示方法。磁學(xué)中常用的表示方法。磁性材料磁性材料第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性Bs飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Hc 矯頑力矯頑力Br 剩餘磁感應(yīng)強(qiáng)度剩餘磁感應(yīng)強(qiáng)度磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率m 最大磁導(dǎo)率最大磁導(dǎo)率（2 2）與磁化過(guò)程有關(guān)的特性參數(shù)）與磁化過(guò)程有關(guān)的特性參數(shù)Bs 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，是指用足夠大，是指用足夠大的磁場(chǎng)來(lái)磁化磁性物質(zhì)時(shí)，其磁化曲的磁場(chǎng)來(lái)磁化磁性物質(zhì)時(shí)，其磁化曲線接近水準(zhǔn)不再隨外磁場(chǎng)的加大而增線接近水準(zhǔn)不再隨外磁場(chǎng)的加大而增

21、加時(shí)的相應(yīng)加時(shí)的相應(yīng)B值，單位為值，單位為T或或Gs；Hc 矯頑力矯頑力，是指當(dāng)磁性物質(zhì)磁化到，是指當(dāng)磁性物質(zhì)磁化到飽和後，由於有磁滯現(xiàn)象，故要使飽和後，由於有磁滯現(xiàn)象，故要使B減為零需有一定的負(fù)磁場(chǎng)，單位為安減為零需有一定的負(fù)磁場(chǎng)，單位為安/米（米（A/m）或（或（Oe）；）；磁性材料磁性材料第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性Br 剩餘磁感應(yīng)強(qiáng)度剩餘磁感應(yīng)強(qiáng)度，是指當(dāng)以足夠，是指當(dāng)以足夠大的磁場(chǎng)使磁性物質(zhì)達(dá)到飽和後，又將大的磁場(chǎng)使磁性物質(zhì)達(dá)到飽和後，又將磁場(chǎng)減小到零時(shí)的相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；磁場(chǎng)減小到零時(shí)的相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；Br/Bm 矩形矩形比

22、比，是指剩餘磁感，是指剩餘磁感Br與與規(guī)定磁場(chǎng)強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的磁感強(qiáng)度規(guī)定磁場(chǎng)強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的磁感強(qiáng)度Bm的的比值。一般以比值。一般以Br/Bs之比為標(biāo)準(zhǔn)；之比為標(biāo)準(zhǔn)；磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率，是是B-H曲線上任意一點(diǎn)的曲線上任意一點(diǎn)的B和和H的比值，的比值，B/H，單位是單位是H/m或或Gs/Oe；0 初始磁導(dǎo)率初始磁導(dǎo)率，是指當(dāng)，是指當(dāng)H0時(shí)的時(shí)的磁導(dǎo)率；磁導(dǎo)率；m 最大磁導(dǎo)率最大磁導(dǎo)率，是指以原點(diǎn)作，是指以原點(diǎn)作直線與直線與B-H曲線相切，切線的斜率曲線相切，切線的斜率即為即為m。 磁性材料磁性材料第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性磁性材料磁性材料四、磁致伸縮和磁彈性能四、磁致伸縮和磁彈性能隨著溫度的升高，

23、一般磁致伸縮的絕對(duì)值隨著溫度的升高，一般磁致伸縮的絕對(duì)值會(huì)減小，並在自發(fā)磁化消失的居裡點(diǎn)處變會(huì)減小，並在自發(fā)磁化消失的居裡點(diǎn)處變?yōu)榱恪榱恪４艔椥阅艽艔椥阅埽阂虼胖律炜s現(xiàn)象而產(chǎn)生的形變：因磁致伸縮現(xiàn)象而產(chǎn)生的形變能為磁彈性能。能為磁彈性能。第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用磁性材料磁性材料磁性材料的分類：磁性材料的分類：按材料組分和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類按材料組分和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類金屬磁性材料金屬磁性材料鐵氧體磁性材料鐵氧體磁性材料金屬磁性材料金屬磁性材料晶態(tài)合金磁性材料晶態(tài)合金磁性材料非晶態(tài)合金磁性材料非晶態(tài)合金磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用磁

24、性材料磁性材料按材料磁性能特點(diǎn)分類按材料磁性能特點(diǎn)分類硬磁合金硬磁合金軟磁合金軟磁合金矩磁合金矩磁合金壓磁合金壓磁合金矩磁合金和壓磁合金都具有很低的矯頑力，接矩磁合金和壓磁合金都具有很低的矯頑力，接近軟磁合金的特點(diǎn)。近軟磁合金的特點(diǎn)。Hc 0.8kA/mHc 0.8kA/m第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用磁性材料磁性材料v軟磁材料：容易反軟磁材料：容易反復(fù)磁化，且在外磁場(chǎng)復(fù)磁化，且在外磁場(chǎng)去掉後，容易退磁的去掉後，容易退磁的材料。材料。v特點(diǎn)特點(diǎn)：軟磁材料磁：軟磁材料磁滯滯回線細(xì)長(zhǎng)，磁導(dǎo)率回線細(xì)長(zhǎng)，磁導(dǎo)率高，矯頑力低，鐵芯高，矯頑力低，鐵芯損耗低，容易磁化，損耗低，容易磁化，也容易去

25、磁。也容易去磁。圖圖3.23.2軟磁合金的磁化曲線軟磁合金的磁化曲線用途用途：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電磁鐵、各類發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電磁鐵、各類繼電器與電感、電抗器的鐵心；磁頭與磁記錄介繼電器與電感、電抗器的鐵心；磁頭與磁記錄介質(zhì)；電腦磁心等。質(zhì)；電腦磁心等。要求要求：高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高的最大磁導(dǎo)率、高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高的最大磁導(dǎo)率、高的居裡溫度和低的損耗。高的居裡溫度和低的損耗。分類：分類：高磁飽和材料，中磁飽和中導(dǎo)磁材料，高高磁飽和材料，中磁飽和中導(dǎo)磁材料，高導(dǎo)磁材料，高硬度、高電阻、高導(dǎo)磁材料，矩磁導(dǎo)磁材料，高硬度、高電阻、高導(dǎo)磁材料，矩磁材料，恒磁導(dǎo)率材料，磁溫度補(bǔ)償材料，

26、磁致伸材料，恒磁導(dǎo)率材料，磁溫度補(bǔ)償材料，磁致伸縮材料。縮材料。第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用磁性材料磁性材料v分類：分類：金屬軟磁材料金屬軟磁材料電工用純鐵電工用純鐵電工用矽鋼片電工用矽鋼片合金合金非晶態(tài)合金非晶態(tài)合金軟磁鐵氧體軟磁鐵氧體鐵鎳合金鐵鎳合金鐵鈷合金鐵鈷合金鐵鋁合金鐵鋁合金第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用磁性材料磁性材料 在在強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng)下工作的磁性部件，如電力工業(yè)中大量下工作的磁性部件，如電力工業(yè)中大量使用的電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、大功率變壓器、電磁鐵等，使用的電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、大功率變壓器、電磁鐵等，要求所

27、用的磁性材料應(yīng)具有要求所用的磁性材料應(yīng)具有高的飽和磁感強(qiáng)度高的飽和磁感強(qiáng)度，價(jià)，價(jià)格便宜，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，便於大批生產(chǎn)。格便宜，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，便於大批生產(chǎn)。 在通訊技術(shù)中常用的變壓器、換能器的鐵心、磁在通訊技術(shù)中常用的變壓器、換能器的鐵心、磁遮罩材料以及開關(guān)等磁性元件，絕大部分在遮罩材料以及開關(guān)等磁性元件，絕大部分在弱磁場(chǎng)弱磁場(chǎng)下工作，它要求材料應(yīng)具有下工作，它要求材料應(yīng)具有高的磁導(dǎo)率高的磁導(dǎo)率。作為金屬軟磁材料，由於它們工作條件不同，對(duì)作為金屬軟磁材料，由於它們工作條件不同，對(duì)材料的要求也不一樣：材料的要求也不一樣：磁性材料磁性材料一、電工用純鐵一、電工用純鐵含碳量極低，其純度在含碳量極低，其

28、純度在99.95以上，在退以上，在退火狀態(tài)，起始磁導(dǎo)率為火狀態(tài)，起始磁導(dǎo)率為300500 0，最大，最大磁導(dǎo)率為磁導(dǎo)率為600012000 0 ，矯頑力，矯頑力Hc為為4095A/m。第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用影響純鐵磁性能的因素：影響純鐵磁性能的因素：晶粒和結(jié)晶軸對(duì)晶粒和結(jié)晶軸對(duì)磁化方向的取向關(guān)係，純鐵中的雜質(zhì)，晶磁化方向的取向關(guān)係，純鐵中的雜質(zhì)，晶粒大小，金屬的塑性變形，加工過(guò)程中的粒大小，金屬的塑性變形，加工過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力等內(nèi)應(yīng)力等. .磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用主要用途主要用途：電磁鐵的鐵芯和磁極，繼電器的磁路和電磁鐵的鐵芯和磁極，繼電器

29、的磁路和各種零件，感應(yīng)式和電磁式測(cè)量?jī)x錶的各種零件，各種零件，感應(yīng)式和電磁式測(cè)量?jī)x錶的各種零件，揚(yáng)聲器的磁路，電話中的振動(dòng)膜，磁遮罩等。揚(yáng)聲器的磁路，電話中的振動(dòng)膜，磁遮罩等。性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)： 電工用純鐵具有矯頑力低、磁導(dǎo)率高、電工用純鐵具有矯頑力低、磁導(dǎo)率高、導(dǎo)熱性和加工性好、易焊接並有一定的耐腐蝕性和導(dǎo)熱性和加工性好、易焊接並有一定的耐腐蝕性和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地用於直流應(yīng)用中。價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地用於直流應(yīng)用中。最常見(jiàn)的是電磁純鐵，名稱為電鐵最常見(jiàn)的是電磁純鐵，名稱為電鐵( (代號(hào)代號(hào)DT) )，含，含碳量低於碳量低於0.04%的的Fe-C合金，合金，Bs達(dá)達(dá)2.15T，其供

30、，其供應(yīng)狀態(tài)包括鍛材、管材、圓棒、薄片或薄帶等。應(yīng)狀態(tài)包括鍛材、管材、圓棒、薄片或薄帶等。去應(yīng)力退火：去應(yīng)力退火：消除加工應(yīng)力。保護(hù)條件下消除加工應(yīng)力。保護(hù)條件下860930，保溫，保溫4小時(shí)後隨爐冷卻。小時(shí)後隨爐冷卻。去除雜質(zhì)處理：去除雜質(zhì)處理：純鐵中的雜質(zhì)（純鐵中的雜質(zhì)（C，Mn，Si，P，S，N等）會(huì)顯著降低材料的磁導(dǎo)率和矯頑力。通等）會(huì)顯著降低材料的磁導(dǎo)率和矯頑力。通過(guò)去雜質(zhì)退火處理來(lái)降低材料中雜質(zhì)的含量。在過(guò)去雜質(zhì)退火處理來(lái)降低材料中雜質(zhì)的含量。在純乾燥氫氣或真空純乾燥氫氣或真空(10-2帕帕以下以下)中，於中，於12001300溫度保溫溫度保溫510小時(shí)。小時(shí)。工業(yè)純鐵的熱處理：工

31、業(yè)純鐵的熱處理：純鐵材在加工成元件後必須純鐵材在加工成元件後必須經(jīng)過(guò)熱處理才能獲得好的軟磁性能經(jīng)過(guò)熱處理才能獲得好的軟磁性能磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用人工時(shí)效處理：人工時(shí)效處理：克服純鐵嚴(yán)重的自然磁時(shí)效現(xiàn)象，克服純鐵嚴(yán)重的自然磁時(shí)效現(xiàn)象，為保持純鐵元件的磁穩(wěn)定性，須在熱處理後進(jìn)行為保持純鐵元件的磁穩(wěn)定性，須在熱處理後進(jìn)行100，保溫，保溫100小時(shí)的人工時(shí)效處理。或選擇低時(shí)小時(shí)的人工時(shí)效處理。或選擇低時(shí)效敏感性的材料。效敏感性的材料。純鐵的自然磁時(shí)效現(xiàn)象：純鐵的自然磁時(shí)效現(xiàn)象：即隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，材即隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，材料的矯頑力上升，磁導(dǎo)率下降。純鐵的時(shí)效在料的矯

32、頑力上升，磁導(dǎo)率下降。純鐵的時(shí)效在130附近特別明顯。引起時(shí)效的原因是由於在附近特別明顯。引起時(shí)效的原因是由於在Fe中含有中含有N，逐漸形成鐵的氮化物所致。，逐漸形成鐵的氮化物所致。純鐵的缺點(diǎn)：純鐵的缺點(diǎn)：電阻率低，使用時(shí)產(chǎn)生很大的渦流損電阻率低，使用時(shí)產(chǎn)生很大的渦流損耗，不適於製作在交變場(chǎng)中工作的鐵心。耗，不適於製作在交變場(chǎng)中工作的鐵心。 磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用二、電工用矽鋼片（二、電工用矽鋼片（Fe-SiFe-Si合金）合金）低碳（低碳（C0.015wt%)低矽（低矽（(Si+Al) 1wt%)鐵

33、中加鐵中加Si的作用的作用：可提高鐵的最大磁導(dǎo)率，增大可提高鐵的最大磁導(dǎo)率，增大電阻率，還可顯著改善磁性時(shí)效。但電阻率，還可顯著改善磁性時(shí)效。但Si加入量過(guò)加入量過(guò)多時(shí)，會(huì)降低飽和磁化強(qiáng)度、居裡溫度、磁晶各多時(shí)，會(huì)降低飽和磁化強(qiáng)度、居裡溫度、磁晶各向異性常數(shù)向異性常數(shù)K1、磁致伸縮係數(shù)含、磁致伸縮係數(shù)含Si量的增大會(huì)使量的增大會(huì)使材料變脆。材料變脆。 矽鋼片的矽鋼片的機(jī)械性能機(jī)械性能與矽含量、晶粒大小、結(jié)晶結(jié)與矽含量、晶粒大小、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、有害雜質(zhì)構(gòu)、有害雜質(zhì)(碳，氧，氫碳，氧，氫)含量分佈狀況以及鋼含量分佈狀況以及鋼板厚度有關(guān)；在很大程度上取決於有害雜質(zhì)含量、板厚度有關(guān)；在很大程度上取決於有害

34、雜質(zhì)含量、冶煉方法、軋製的壓下制度、退火溫度和介質(zhì)以冶煉方法、軋製的壓下制度、退火溫度和介質(zhì)以及鋼板表面狀況等。及鋼板表面狀況等。矽鋼片的矽鋼片的磁性能磁性能同樣與矽含量、冶煉過(guò)程、熱處同樣與矽含量、冶煉過(guò)程、熱處理工藝、晶粒大小有關(guān)。理工藝、晶粒大小有關(guān)。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用一般認(rèn)為，矽含量在一般認(rèn)為，矽含量在66.5的鋼具有高的的鋼具有高的磁導(dǎo)率，矽也使鐵的磁各向異性和磁致伸縮降磁導(dǎo)率，矽也使鐵的磁各向異性和磁致伸縮降低。考慮到矽鋼的機(jī)械性能及加工工藝性能，低。考慮到矽鋼的機(jī)械性能及加工工藝性能，其中矽的含量不宜超過(guò)其中矽的含量不宜超過(guò)4。另外，碳、氫

35、、硫、錳等元素均對(duì)合金的磁性另外，碳、氫、硫、錳等元素均對(duì)合金的磁性能有不利影響；增大晶粒可以改善矽鋼的磁性能有不利影響；增大晶粒可以改善矽鋼的磁性能，但使磁滯損耗增加。能，但使磁滯損耗增加。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用磁性材料磁性材料主要用途主要用途：各種形式的電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變各種形式的電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器中；在扼流線圈、繼電器和測(cè)量?jī)x錶壓器中；在扼流線圈、繼電器和測(cè)量?jī)x錶中也大量使用中也大量使用分類：分類：熱軋熱軋(無(wú)取向矽鋼片無(wú)取向矽鋼片)(D11、D31)；冷軋冷軋(無(wú)無(wú)取向取向)矽鋼片矽鋼片(DW270、DW310-35)；冷軋冷軋取取向向(DQ122G

36、-30、DQ133G-30)第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用中國(guó)中國(guó)2002年底停止生產(chǎn)年底停止生產(chǎn)電訊用冷軋單取向矽鋼片（電訊用冷軋單取向矽鋼片（DGDG）與熱軋矽鋼相比，冷軋矽鋼的與熱軋矽鋼相比，冷軋矽鋼的Bs高，其厚度均勻、高，其厚度均勻、尺寸精度高、表面光滑平整，從而提高了填充係尺寸精度高、表面光滑平整，從而提高了填充係數(shù)和材料的磁性能。冷軋帶材的厚度可低至數(shù)和材料的磁性能。冷軋帶材的厚度可低至0.020.05mm。冷軋矽鋼的含矽量不超過(guò)。冷軋矽鋼的含矽量不超過(guò)3.5%，否則的材料冷軋十分困難。近年來(lái)，用快速凝固否則的材料冷軋十分困難。近年來(lái)，用快速凝固技術(shù)可製備出含矽技術(shù)可

37、製備出含矽6.5%的矽鋼薄帶。的矽鋼薄帶。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用(1)(1)冷軋高斯織構(gòu)（單取向）矽鋼片冷軋高斯織構(gòu)（單取向）矽鋼片提高磁感應(yīng)強(qiáng)度提高磁感應(yīng)強(qiáng)度冷軋高斯織構(gòu)（單取向）矽鋼片冷軋高斯織構(gòu)（單取向）矽鋼片；冷軋立方織構(gòu)（雙取向）矽鋼片冷軋立方織構(gòu)（雙取向）矽鋼片圖圖3.3 FeSi合金單晶體磁化方向示意圖合金單晶體磁化方向示意圖冷軋單取向矽鋼的晶粒取向 單取向矽鋼的優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)稳∠蛭摰膬?yōu)點(diǎn)：磁性具有強(qiáng)烈的方向性；在易磁化磁性具有強(qiáng)烈的方向性；在易磁化的軋製方向上具有優(yōu)越的高導(dǎo)磁與低損耗特性。

38、取向鋼的軋製方向上具有優(yōu)越的高導(dǎo)磁與低損耗特性。取向鋼帶在軋製方向的鐵損僅為橫向的帶在軋製方向的鐵損僅為橫向的1/3，磁導(dǎo)率比約為，磁導(dǎo)率比約為6:1，其鐵損約為熱軋帶的其鐵損約為熱軋帶的1/2，磁導(dǎo)率為後者的，磁導(dǎo)率為後者的2.5倍。倍。 去應(yīng)力退火處理：去應(yīng)力退火處理：用矽鋼片製成的電磁元件成型之後，應(yīng)用矽鋼片製成的電磁元件成型之後，應(yīng)消除應(yīng)力（消除應(yīng)力（800850，保溫，保溫515min），恢復(fù)材料磁），恢復(fù)材料磁性性 磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用圖圖3.4 Fe-Si3.4 Fe-Si合金冷軋立方織構(gòu)示意圖合金冷軋立方織構(gòu)示意圖(2)(2)冷軋立方織構(gòu)冷

39、軋立方織構(gòu)( (雙取向雙取向) )矽鋼片矽鋼片具有較高的磁導(dǎo)率具有較高的磁導(dǎo)率 磁性材料磁性材料三、鐵鎳合金、鐵鈷合金、鐵鋁合金三、鐵鎳合金、鐵鈷合金、鐵鋁合金特點(diǎn)：特點(diǎn)：在較弱的磁場(chǎng)下，具有較高的磁導(dǎo)率，高的在較弱的磁場(chǎng)下，具有較高的磁導(dǎo)率，高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，低的矯頑力和磁損耗，加工成型飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，低的矯頑力和磁損耗，加工成型性也比較好。性也比較好。1 1、鐵鎳合金、鐵鎳合金( (坡莫合金坡莫合金PermalloyPermalloy) )用途用途：電訊工業(yè)、儀錶、電子電腦，控制系統(tǒng)等電訊工業(yè)、儀錶、電子電腦，控制系統(tǒng)等領(lǐng)域領(lǐng)域第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用含鎳量為含鎳量為3

40、090%的鐵鎳合金，主要成分為鐵、鎳、的鐵鎳合金，主要成分為鐵、鎳、鉻、鉬、銅等。鉻、鉬、銅等。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用（1）Ni（3650%）：）：具有較低磁導(dǎo)率和較高具有較低磁導(dǎo)率和較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度及矯頑力。在熱處理中如能的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度及矯頑力。在熱處理中如能適當(dāng)提高溫度，延長(zhǎng)時(shí)間，可降低矯頑力，提適當(dāng)提高溫度，延長(zhǎng)時(shí)間，可降低矯頑力，提高磁導(dǎo)率。高磁導(dǎo)率。主要用在中等磁場(chǎng)，適用於做中小功率變壓器、主要用在中等磁場(chǎng)，適用於做中小功率變壓器、微電機(jī)、繼電器、扼流圈、電磁離合器的鐵心、微電機(jī)、繼電器、扼流圈、電磁離合器的鐵心、遮罩罩、話筒振動(dòng)片以及力矩馬

41、達(dá)銜鐵和導(dǎo)磁遮罩罩、話筒振動(dòng)片以及力矩馬達(dá)銜鐵和導(dǎo)磁體等，主要牌號(hào)有體等，主要牌號(hào)有1J46、1J50和和1J54等。等。主要類型：主要類型：磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用（2）Ni（3450%）：）：結(jié)構(gòu)上具有晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)上具有晶體結(jié)構(gòu)與磁疇結(jié)構(gòu)，沿易磁化方向磁化，可獲得矩形與磁疇結(jié)構(gòu)，沿易磁化方向磁化，可獲得矩形磁滯回線，在中等磁場(chǎng)下，有較高磁導(dǎo)率和磁磁滯回線，在中等磁場(chǎng)下，有較高磁導(dǎo)率和磁感應(yīng)強(qiáng)度；如經(jīng)縱向磁場(chǎng)熱處理，可使材料沿感應(yīng)強(qiáng)度；如經(jīng)縱向磁場(chǎng)熱處理，可使材料沿磁路方向的磁導(dǎo)率和矩形比增加，矯頑力降低。磁路方向的磁導(dǎo)率和矩形比增加，矯頑力降低。主要用於中

42、小功率高靈敏度的磁放大器和磁調(diào)主要用於中小功率高靈敏度的磁放大器和磁調(diào)製器、中小功率的脈衝變壓器以及電腦中的元製器、中小功率的脈衝變壓器以及電腦中的元件等。件等。主要牌號(hào)有主要牌號(hào)有1J51、1J52和和1J34等。等。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用（3）Ni（65%）：）：可以通過(guò)磁場(chǎng)熱處理改可以通過(guò)磁場(chǎng)熱處理改善磁性能。主要牌號(hào)有善磁性能。主要牌號(hào)有1J65和和1J76等。等。1J67合金是在合金是在1J65成分的基礎(chǔ)上加入成分的基礎(chǔ)上加入2的的Mo，從而提高了電阻率，改善了合金的直流性能從而提高了電阻率，改善了合金的直流性能和交流性能。這類合金經(jīng)磁場(chǎng)處理後獲得

43、磁和交流性能。這類合金經(jīng)磁場(chǎng)處理後獲得磁疇取向，具有高的最大磁導(dǎo)率疇取向，具有高的最大磁導(dǎo)率 m和矩形磁滯和矩形磁滯回線。回線。主要用於中等功率的磁放大器及扼流圈、電主要用於中等功率的磁放大器及扼流圈、電腦元件和繼電器等。腦元件和繼電器等。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用（4）Ni（79%）：）：在弱磁場(chǎng)中，也有極高的在弱磁場(chǎng)中，也有極高的磁導(dǎo)率和低的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁導(dǎo)率和低的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。主要用於弱磁場(chǎng)下工作的高靈敏度和小型的主要用於弱磁場(chǎng)下工作的高靈敏度和小型的功率變壓器、小型磁放大器、繼電器、錄音功率變壓器、小型磁放大器、繼電器、錄音磁頭和磁遮罩等。磁頭和磁

44、遮罩等。主要牌號(hào)有主要牌號(hào)有1J76、1J79、1J80和和lJ83等。等。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用（5）Ni（85%）：）：在軟磁合金中只有相當(dāng)高在軟磁合金中只有相當(dāng)高的初始磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率以及極低的矯頑的初始磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率以及極低的矯頑力，對(duì)微弱信號(hào)反應(yīng)靈敏。力，對(duì)微弱信號(hào)反應(yīng)靈敏。主要用作扼流圈、音訊變壓器、高精度電橋主要用作扼流圈、音訊變壓器、高精度電橋變壓器、互感器、磁調(diào)製器、快速磁放大器變壓器、互感器、磁調(diào)製器、快速磁放大器和錄音磁頭等的鐵心和精密電錶中的動(dòng)片。和錄音磁頭等的鐵心和精密電錶中的動(dòng)片。主要牌號(hào)有主要牌號(hào)有1J85、1J86和和1

45、J87等。等。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用鐵鈷合金主要是指含鈷量為鐵鈷合金主要是指含鈷量為50的鐵鈷合金，的鐵鈷合金，具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高的初始磁導(dǎo)率具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高的初始磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率，通常稱為坡明德和最大磁導(dǎo)率，通常稱為坡明德(Permendur)合金。合金。這種合金存在微量雜質(zhì)元素這種合金存在微量雜質(zhì)元素(如如C、H和和N)和和出現(xiàn)無(wú)序出現(xiàn)無(wú)序-有序轉(zhuǎn)變時(shí)將會(huì)變脆，其磁性能對(duì)有序轉(zhuǎn)變時(shí)將會(huì)變脆，其磁性能對(duì)熱處理和純度也很敏感，因此提高合金純度熱處理和純度也很敏感，因此提高合金純度和抑制有序相的出現(xiàn)十分重要。和抑制有序相的出現(xiàn)十分重要。2

46、2、鐵鈷合金、鐵鈷合金( (坡明德坡明德PermendurPermendur) )在這種合金中加入在這種合金中加入V、Mo、W和和Ti等元素，等元素，可以改變其加工件能。特別是加入可以改變其加工件能。特別是加入2V的鐵的鐵鈷合金，也稱為鈷合金，也稱為2V型坡明德合金。抑制了有型坡明德合金。抑制了有序化的進(jìn)行，從而便性能獲得很大改善。序化的進(jìn)行，從而便性能獲得很大改善。鐵鈷合金通常用作直流電磁鐵鐵心和極頭材料、鐵鈷合金通常用作直流電磁鐵鐵心和極頭材料、航空發(fā)電機(jī)定子材料以及電話受話器的振動(dòng)膜航空發(fā)電機(jī)定子材料以及電話受話器的振動(dòng)膜片等。此外，由於這種合金具有較高的飽和磁片等。此外，由於這種合金具

47、有較高的飽和磁致伸縮係數(shù)，因此是一種很好的磁致伸縮合金，致伸縮係數(shù)，因此是一種很好的磁致伸縮合金，在電聲換能器中應(yīng)用前景廣闊。在電聲換能器中應(yīng)用前景廣闊。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用3 3、鐵鋁合金、鐵鋁合金磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用鐵鋁合金是指以鐵和鋁為主要元素組成的軟鐵鋁合金是指以鐵和鋁為主要元素組成的軟磁合金系列，研究表明當(dāng)含鋁量在磁合金系列，研究表明當(dāng)含鋁量在16以下以下時(shí)，便可以熱軋成板材或者帶材；當(dāng)含鋁量時(shí)，便可以熱軋成板材或者帶材；當(dāng)含鋁量在在56以上時(shí)，合金冷軋非常困難。以上時(shí)，合金冷軋非常困難。我國(guó)鐵鋁合金系列的主

48、要牌導(dǎo)有我國(guó)鐵鋁合金系列的主要牌導(dǎo)有1J16、1J13、1J12和和1J6等。等。 特點(diǎn)特點(diǎn)：（1）隨著）隨著Al含量的變化，可以獲得各種較好的含量的變化，可以獲得各種較好的軟磁特性，如軟磁特性，如1J16合金有較高的磁導(dǎo)率；合金有較高的磁導(dǎo)率；1J13合合金具有較高的飽和磁致伸縮係數(shù)金具有較高的飽和磁致伸縮係數(shù) s；1J12合金既合金既有較高的磁導(dǎo)率又有較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度等。有較高的磁導(dǎo)率又有較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度等。（2）有較高的電阻率。）有較高的電阻率。1J16合金的電阻率是目合金的電阻率是目前所有金屬材料中最高的一種，一般為前所有金屬材料中最高的一種，一般為150cm，是是1J79鐵鎳

49、合金的鐵鎳合金的23倍，因此具有倍，因此具有較好的高頻磁特性。較好的高頻磁特性。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用（3）有較高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，這對(duì)磁）有較高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，這對(duì)磁頭之類的磁性元件來(lái)說(shuō)是很重要的性能，如頭之類的磁性元件來(lái)說(shuō)是很重要的性能，如1J16合金的硬度和耐磨性要比合金的硬度和耐磨性要比1J79合金高。合金高。 （4）密度低，可以減輕磁性元件的鐵心品質(zhì)。）密度低，可以減輕磁性元件的鐵心品質(zhì)。這對(duì)於鐵心品質(zhì)占相當(dāng)大比例的現(xiàn)代電器設(shè)這對(duì)於鐵心品質(zhì)占相當(dāng)大比例的現(xiàn)代電器設(shè)備來(lái)說(shuō)很有必要。備來(lái)說(shuō)很有必要。（5）對(duì)應(yīng)力敏感性小，適於在衝擊、振動(dòng)等）對(duì)

50、應(yīng)力敏感性小，適於在衝擊、振動(dòng)等環(huán)境廠工作。環(huán)境廠工作。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用（6）合金的時(shí)效性好，隨著環(huán)境溫度的變化和）合金的時(shí)效性好，隨著環(huán)境溫度的變化和使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其磁性變化不大。使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其磁性變化不大。（7）具有較好的溫度穩(wěn)定性和抗核輻射性能。）具有較好的溫度穩(wěn)定性和抗核輻射性能。（8）鐵鋁合金和鐵鎳合金比較，它在性能上具）鐵鋁合金和鐵鎳合金比較，它在性能上具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，不含有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，不含Ni、Co等貴重元素，成本等貴重元素，成本低，使用範(fàn)圍很廣。它可以部分取代鐵鎳系坡莫低，使用範(fàn)圍很廣。它可以部分取代鐵鎳系坡莫合金在電子變壓器、磁

51、頭以及磁致伸縮換能器等合金在電子變壓器、磁頭以及磁致伸縮換能器等處使用。處使用。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用四、非晶態(tài)合金四、非晶態(tài)合金磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用 非晶態(tài)軟磁合金的主要特性：非晶態(tài)軟磁合金的主要特性： 磁導(dǎo)率和矯頑力與鐵鎳合金基本相同，在某磁導(dǎo)率和矯頑力與鐵鎳合金基本相同，在某些情況下，有些指標(biāo)還優(yōu)於鐵鎳合金；些情況下，有些指標(biāo)還優(yōu)於鐵鎳合金； 由於沒(méi)有晶界和位元錯(cuò)等晶體缺陷和易滑移由於沒(méi)有晶界和位元錯(cuò)等晶體缺陷和易滑移和斷裂的晶面，故具有較高的強(qiáng)度和硬度；和斷裂的晶面，故具有較高的強(qiáng)度和硬度； 晶界等缺陷的不存在，

52、使之沒(méi)有易發(fā)生腐蝕的晶界等缺陷的不存在，使之沒(méi)有易發(fā)生腐蝕的“源源”，因而具有良好的耐腐蝕性能；，因而具有良好的耐腐蝕性能； 元素的混亂排列以及類金屬元素的存在，使得非元素的混亂排列以及類金屬元素的存在，使得非晶態(tài)軟磁合金的電阻率比一般的軟磁合金要大。晶態(tài)軟磁合金的電阻率比一般的軟磁合金要大。 總之，由於其特殊的原子結(jié)構(gòu)，使非晶態(tài)軟磁合總之，由於其特殊的原子結(jié)構(gòu)，使非晶態(tài)軟磁合金獲得了比晶態(tài)合金更為優(yōu)越的機(jī)械性能、磁學(xué)金獲得了比晶態(tài)合金更為優(yōu)越的機(jī)械性能、磁學(xué)性能、電學(xué)性能和化學(xué)性能。性能、電學(xué)性能和化學(xué)性能。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用非晶態(tài)軟磁材料大致上可分為

53、三大類：非晶態(tài)軟磁材料大致上可分為三大類：（1）過(guò)渡金屬類金屬非晶合金，主要）過(guò)渡金屬類金屬非晶合金，主要包括鐵基非晶合金、鐵鎳基非晶合金和鈷包括鐵基非晶合金、鐵鎳基非晶合金和鈷基非晶合金；（基非晶合金；（2）稀土過(guò)渡族非晶合）稀土過(guò)渡族非晶合金，如金，如TbFeCo、GaTbFe等；（等；（3）過(guò)渡）過(guò)渡金屬過(guò)渡金屬非晶態(tài)合金，如金屬過(guò)渡金屬非晶態(tài)合金，如FeZr、CoZr等。等。非晶態(tài)軟磁合金非晶態(tài)軟磁合金鐵基非晶態(tài)軟磁合金鐵基非晶態(tài)軟磁合金鈷基非晶態(tài)軟磁合金鈷基非晶態(tài)軟磁合金鐵鎳基非晶態(tài)軟磁合金鐵鎳基非晶態(tài)軟磁合金磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用 鐵基非晶態(tài)軟磁

54、合金：鐵基非晶態(tài)軟磁合金： 這類合金的特點(diǎn)是飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度這類合金的特點(diǎn)是飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs較高，較高，損耗值比晶粒取向矽鋼的低很多。只有矽鋼損耗值比晶粒取向矽鋼的低很多。只有矽鋼的的1/41/5，所以很適合於做功率變壓器等。，所以很適合於做功率變壓器等。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用 鈷基非晶態(tài)軟磁合金：鈷基非晶態(tài)軟磁合金： 這類合金的特點(diǎn)是飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度較低，起始磁這類合金的特點(diǎn)是飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度較低，起始磁導(dǎo)率很高，矯頑力很小，交流損耗低；導(dǎo)率很高，矯頑力很小，交流損耗低； 適合於做傳遞小功率能量及傳遞電壓信號(hào)的磁性適合於做傳遞小功率能量及傳遞電壓信號(hào)的磁性元件

55、；元件； 另外這類合金所具有的零磁致伸縮的特性，使起另外這類合金所具有的零磁致伸縮的特性，使起在磁頭應(yīng)用方面有較好的發(fā)展前景；在磁頭應(yīng)用方面有較好的發(fā)展前景； 鐵鎳基非晶態(tài)軟磁合金：鐵鎳基非晶態(tài)軟磁合金： 這類合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和起始磁導(dǎo)率這類合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和起始磁導(dǎo)率等磁性參數(shù)基本上介於鐵基和鈷基非晶態(tài)等磁性參數(shù)基本上介於鐵基和鈷基非晶態(tài)合金之間，相應(yīng)的用途也介於兩者之間，合金之間，相應(yīng)的用途也介於兩者之間，即可用於傳遞中等功率及中等強(qiáng)度電壓信即可用於傳遞中等功率及中等強(qiáng)度電壓信號(hào)的變壓器中。號(hào)的變壓器中。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用磁性材料磁性材料15

56、15KvKv配電變壓器的性能配電變壓器的性能第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用五、納米晶軟磁合金五、納米晶軟磁合金 納米晶軟磁合金主要是鐵基納米晶軟磁合金：常納米晶軟磁合金主要是鐵基納米晶軟磁合金：常見(jiàn)的合金系有：見(jiàn)的合金系有：Fe-Si-B、Fe-M-B/Fe-M-C、Fe-M-N和和Fe-M-O等，其中為等，其中為Hf、Nb、Ta和等元素。和等元素。 納米晶軟磁合金兼?zhèn)淞烁黝悅鹘y(tǒng)軟磁材料的優(yōu)點(diǎn)，納米晶軟磁合金兼?zhèn)淞烁黝悅鹘y(tǒng)軟磁材料的優(yōu)點(diǎn)，如高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率和低損耗等，它如高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率和低損耗等，它適應(yīng)了各類電子設(shè)備向高效節(jié)能、小型輕量化方適應(yīng)了各類電子設(shè)備向

57、高效節(jié)能、小型輕量化方向發(fā)展的需求，主要用於製作各類高品質(zhì)圈繞鐵向發(fā)展的需求，主要用於製作各類高品質(zhì)圈繞鐵心，可廣泛應(yīng)用於電腦、網(wǎng)路、通訊和自動(dòng)化控心，可廣泛應(yīng)用於電腦、網(wǎng)路、通訊和自動(dòng)化控制等電子資訊領(lǐng)域。制等電子資訊領(lǐng)域。磁性材料磁性材料第二節(jié)第二節(jié) 軟磁材料及應(yīng)用軟磁材料及應(yīng)用 將非晶材料在晶化溫度之上進(jìn)行退火處理，將非晶材料在晶化溫度之上進(jìn)行退火處理，可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，如在可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，如在FeSiBFeSiB非晶合金組成中非晶合金組成中再添加再添加CuCu，NbNb等元素，以細(xì)化晶粒並限制退火等元素，以細(xì)化晶粒並限制退火過(guò)程中晶粒的生長(zhǎng)，就可以獲得納米晶磁性材過(guò)程中晶粒的生長(zhǎng)，就可以

58、獲得納米晶磁性材料。料。坡莫磁性合金（坡莫磁性合金（NiFeNiFe）納米顆粒）納米顆粒粉心材料粉心材料減少高頻下的損耗渦流損耗還與材料厚度的平方成正比高頻下的損耗磁致?lián)p耗與頻率成正比渦流損耗與頻率的平方成正比主要問(wèn)題解決辦法減小鐵芯材料（Si鋼片）的厚度有一定限度100KHz。將磁性材料製成粉末，在粉末顆粒之間加上絕緣物質(zhì)，用壓縮成型的辦法製成磁心，使用頻率可以提高到幾百M(fèi)Hz。粉心型材料鐵粉心材料包括羰基鐵粉、MoNiFe合金粉、FeAlSi粉等。在高溫高壓下，使Fe和CO發(fā)生反應(yīng)，可以製成羰基鐵Fe2(CO)5，然後在350使其分解，可以得到尺寸均勻的球狀純鐵顆粒；混以適當(dāng)?shù)慕^緣劑並壓制

59、成型，可作相對(duì)初始磁導(dǎo)率為520的高頻低磁導(dǎo)率的鐵心使用。在含鉬坡莫合金的基礎(chǔ)上加入百分之幾的硫，使之脆化，然後用機(jī)械粉碎法制成MoNiFe合金粉末，與絕緣劑混合後壓制成鐵心。 氧化物粉心材料主要有Mn-Zn、Ni-Zn系複合鐵氧體。Mn-Zn系使用頻率。粉末尺寸：10m量級(jí)粉芯產(chǎn)品示例變壓器變壓器變壓器的鐵芯處?kù)蹲儔浩鞯蔫F芯處?kù)恫粩嘧兓粩嘧兓碾姶艌?chǎng)中，鐵芯材料的磁化強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的電磁場(chǎng)中，鐵芯材料的磁化強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度也是不斷改變的。這就自然要求鐵芯材料對(duì)這種變化的也是不斷改變的。這就自然要求鐵芯材料對(duì)這種變化的阻力小阻力小，變化足夠靈，變化足夠靈敏。所以，幾乎對(duì)所有的變壓器鐵芯，都

60、要求導(dǎo)磁率高。敏。所以，幾乎對(duì)所有的變壓器鐵芯，都要求導(dǎo)磁率高。軟磁材料的應(yīng)用軟磁材料的應(yīng)用磁性感測(cè)器磁性感測(cè)器第三節(jié)第三節(jié) 硬磁材料及應(yīng)用硬磁材料及應(yīng)用磁性材料磁性材料硬磁材料，又稱永磁材料。硬磁材料，又稱永磁材料。磁性硬是指磁性材料經(jīng)過(guò)外加磁場(chǎng)磁化以後能長(zhǎng)磁性硬是指磁性材料經(jīng)過(guò)外加磁場(chǎng)磁化以後能長(zhǎng)期保留其強(qiáng)磁性（簡(jiǎn)稱磁性），其特徵是矯頑力期保留其強(qiáng)磁性（簡(jiǎn)稱磁性），其特徵是矯頑力（矯頑磁場(chǎng)）高，一般（矯頑磁場(chǎng)）高，一般Hc104A/m，剩餘磁感應(yīng)剩餘磁感應(yīng)值大於值大於1T以上。以上。這裡的硬和軟主要指磁學(xué)性能上的硬和軟，但一這裡的硬和軟主要指磁學(xué)性能上的硬和軟，但一般情況下和力學(xué)性能上的硬