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软磁合金材料

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2018.11.27
信息摘要:
软磁合金种类繁多,根据组成合金的元素不同可分为电磁纯铁(工业纯铁)、铁硅合金、铁镍合金、铁铝合金、铁硅铝合金及铁钴合金等。若以合金的磁特性不…

材 料
初始磁导率
  μi/×103
最大磁导率
  μm/×103
矫顽力Hc
  /A·m-1
磁饱和
  Bs/T
居里温度
  Tc/℃
电阻率ρ/
  10-6Ω·m
中国牌号
相应外国牌号

高纯铁(99.95%)

100
4
2.16
770
10
Puron

工业纯铁(99.75%)
0.15
5
80
2.15
770
10
DT-4
lngot lron

低碳钢

3.8
80—160
2.1
770
12
W23G
H30~H60,ASTM1,2

Si1.75Fe
0.28
5
64
2.02
745
37
W20
H20,ASTM45

Si3Fe
0.29
3
56
2.01
740
47
W10~W14
H10~H14

取向Si3Fe
1.4
50
7.2
2.01
730
48
Q10~Q11
Z10~Z11

Ni50Fe
4
50
5.6
1.6
480
50
1J50
Hyperm52

Ni79Mo4Fe
20
90
2.4
0.78
455
58
1J79
4-79 Mo-Permalloy

Ni80Mo5Fe
55
300
0. 5
0.78
400
65
1J85
Supermalloy

Co49V2Fe
0.8
5~8
80~96
2.4
930
40
1J22
Permendur

Co49V2Fe
0.8
60~70
16~20
2.4
930
40
1J22(超)
Supermeudur

Si9.5Al5.6Fe
15
110
32
1.1
500
106
1J1
Sendust

Al16Fe
3
100
2
0.76
350
150
1J16
Alfend

Fe基非晶合金
5
60
2.4
1.56
415
130
1K101
Metglass 2605S2

Co基非晶合金
12
200
0.14





FeNi基非晶合金

900
0.64
0.78
250
180
1K501
Metglass 2826

Fe基超微晶合金
90
500
0.4
1.20
320
80

Finemet

NiZn铁氧体
0.05~0.5

40~120
0.2~0.3
150~500
108



MnZn铁氧体
2
2.5
48
0.35~0.4
170
8.107



上述表格中为几种软磁合金的磁性能


电磁纯铁碳含量低于0.04%的铁和软钢,包括电工纯铁、电介铁和羰基铁。特点是饱和磁化强度高达2.15T,价格低廉,加工性能好等;但电阻率低,交变磁场下使用时涡流损耗大,只适于在静态下使用。主要用于作电磁铁心、极靴、继电器和扬声器的磁导体以及磁屏蔽罩等。
铁硅合金 含硅量为0.5%~4.8%的铁硅合金,一般以薄板形式生产,包括热轧硅钢,无取向冷轧硅钢和取向冷轧硅钢等。在铁中加入硅后可消除纯铁严重的磁时效现象,随着硅含量的增加,虽然磁饱和(饱和磁化强度)下降,但其电阻率和磁导率升高,矫顽力和涡流损耗减小,从而可扩大其在交流领域中的应用。由于价格低廉,已成为软磁合金的主导产品,广泛用于电力工业、机械电子和仪表工业作变压器、功率放大器、电感线圈、电机的定子和转子等。通常,将电磁纯铁和硅钢片统称为电工钢。
铁铝合金铝含量为6%~16%的铁铝合金,具有较好的软磁性能,不但磁导率和电阻率高,而且硬度高、耐磨性好。但性质较脆,难于轧制和冲压,使用受到影响。该合金主要用于磁头铁心和小型变压器、磁放大器、继电器的铁心等。
铁硅铝合金在二元铁铝合金中加入硅,可以使磁晶各向异性K1和磁致伸缩λs同时趋于零,从而获得高磁性能的铁硅铝软磁合金,命名为森达斯特合金。其典型成分为含硅9.6%,含铝5.4%,其余为铁。它的特点是具有特高的硬度,高的磁饱和(约为1T),高磁导率和高电阻率等特性;缺点是磁性对成分的起伏非常敏感,较脆,加工性能较差。该合金主要用于音频和视频磁头。
铁镍合金镍含量为30%~90%的铁镍合金,常称坡莫合金。在这一成分范围内,通过加入适量的合金化元素,并采用适当工艺,可获得高导磁、恒导磁、恒矩磁等不同磁特性的软磁合金。坡莫合金具有很高的塑性,可以冷轧成1μm的超薄带,是使用领域最广泛的一类软磁合金。它可以用在弱磁场下作铁芯和磁屏蔽,也可作低剩磁和恒磁导率的脉冲变压器和电感铁心,还可作高矩形比合金、热磁补偿合金及磁致伸缩合金等。其缺点是价格昂贵,在特高频的磁场下使用时损耗较大。
铁钴合金钴含量为27%~51%的铁钴合金,具有最高的饱和磁化强度,如35Co-Fe合金的饱和磁感应强度达到2.43T,比电磁纯铁的高13%。二元铁钴合金的力学性能不好,电阻率低,加入适量的铬、钒可改善加工性能,最适合作高饱和磁感材料和高性能软磁材料,主要用于极靴、电机转子和定子、变压器铁心等。
非晶态软磁合金一种无长程序、无结晶粒的合金,又称无定形金属或金属玻璃。具有软磁特性的非晶态合金的磁导率高、矫顽力小、对应力不敏感,且有耐蚀和高强度的特点。此外,其电阻率较高,可用于高频。缺点是它在一个较低的温度下会发生晶化,而且在更低的温度下会发生结构弛豫,使磁性发生变化,因此工作温度不宜过高,不宜超过100~150℃。非晶态软磁合金主要有两类:即金属-类金属型和金属-金属型。前者应用较多,它又分为钴基、铁基和铁镍基3类。非晶态软磁合金具有不同类型的磁特性,可取代其他软磁材料之用。
超微晶软磁合金80年代以来新发现的一种软磁合金。由小于50nm左右的结晶相和非晶态的晶界相组成,具有比晶态和非晶态合金更好的综合磁性能,不仅磁导率高、矫顽力低、损耗小,且饱和磁感高、稳定性好。如铁基超微晶合金,主要有FeCuNbSiB和FeZrB两种,与高镍的坡莫合金一样,可采用不同热处理工艺获得不同的磁性能。



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