作业帮什么是软磁材料?什么是硬磁材料?
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/04/27 21:50:40
什么是软磁材料?什么是硬磁材料?
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软磁材料
软磁材料
soft magnetic material
具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料.软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中.应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等 .软磁材料种类繁多,通常按成分分为：
①纯铁和低碳钢.含碳量低于0.04％,包括电磁纯铁 、电解铁和羰基铁.其特点是饱和磁化强度高,价格低廉,加工性能好；但其电阻率低、在交变磁场下涡流损耗大,只适于静态下使用,如制造电磁铁芯、极靴、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩等.
②铁硅系合金.含硅量 0.5％ 4.8％,一般制成薄板使用,俗称硅钢片.在纯铁中加入硅后,可消除磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象.随着硅含量增加,热导率降低,脆性增加,饱和磁化强度下降,但其电阻率和磁导率高,矫顽力和涡流损耗减小,从而可应用到交流领域,制造电机、变压器、继电器、互感器等的铁芯.
③铁铝系合金 .含铝6％～16％,具有较好的软磁性能,磁导率和电阻率高,硬度高、耐磨性好,但性脆,主要用于制造小型变压器、磁放大器、继电器等的铁芯和磁头、超声换能器等.
④铁硅铝系合金.在二元铁铝合金中加入硅获得.其硬度、饱和磁感应强度、磁导率和电阻率都较高.缺点是磁性能对成分起伏敏感,脆性大,加工性能差.主要用于音频和视频磁头.
⑤镍铁系合金.镍含量30％～90％,又称坡莫合金,通过合金化元素配比和适当工艺,可控制磁性能,获得高导磁、恒导磁、矩磁等软磁材料.其塑性高,对应力较敏感,可用作脉冲变压器材料、电感铁芯和功能磁性材料.
⑥铁钴系合金.钴含量27％～50％.具有较高的饱和磁化强度,电阻率低.适于制造极靴、电机转子和定子、小型变压器铁芯等.
⑦软磁铁氧体.非金属亚铁磁性软磁材料.电阻率高（10-2～1010Ω·m ）,饱和磁化强度比金属低,价格低廉,广泛用作电感元件和变压器元件（见铁氧体）.
⑧非晶态软磁合金.一种无长程有序、无晶粒合金,又称金属玻璃,或称非晶金属.其磁导率和电阻率高,矫顽力小,对应力不敏感,不存在由晶体结构引起的磁晶各向异性,具有耐蚀和高强度等特点.此外,其居里点比晶态软磁材料低得多,电能损耗大为降低,是一种正在开发利用的新型软磁材料.
⑨超微晶软磁合金.20世纪80年代发现的一种软磁材料.由小于50纳米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性能,不仅磁导率高、矫顽力低、铁损耗小,且饱和磁感应强度高、稳定性好.现主要研究的是铁基超微晶合金.
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Hc：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μ：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μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp.
居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,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 + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ 降低,
磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；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ρ.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）/表面积（cm2）
硬磁材料
硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料,也称为永磁材料或恒磁材料.硬磁铁氧体的晶体结构大致是六角晶系磁铅石型,其典型代表是钡铁氧体BaFe12O19.这种材料性能较好,成本较低,不仅可用作电讯器件如录音器、电话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.硬磁材料常用来制作各种永久磁铁、扬声器的磁钢和电子电路中的记忆元件等.
在电学中硬磁材料的主要作应是产生磁力线,然后让运动的导线切割磁力线,从而产生电流.
软磁材料
软磁材料
soft magnetic material
具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料.软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中.应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等 .软磁材料种类繁多,通常按成分分为：
①纯铁和低碳钢.含碳量低于0.04％,包括电磁纯铁 、电解铁和羰基铁.其特点是饱和磁化强度高,价格低廉,加工性能好；但其电阻率低、在交变磁场下涡流损耗大,只适于静态下使用,如制造电磁铁芯、极靴、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩等.
②铁硅系合金.含硅量 0.5％ 4.8％,一般制成薄板使用,俗称硅钢片.在纯铁中加入硅后,可消除磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象.随着硅含量增加,热导率降低,脆性增加,饱和磁化强度下降,但其电阻率和磁导率高,矫顽力和涡流损耗减小,从而可应用到交流领域,制造电机、变压器、继电器、互感器等的铁芯.
③铁铝系合金 .含铝6％～16％,具有较好的软磁性能,磁导率和电阻率高,硬度高、耐磨性好,但性脆,主要用于制造小型变压器、磁放大器、继电器等的铁芯和磁头、超声换能器等.
④铁硅铝系合金.在二元铁铝合金中加入硅获得.其硬度、饱和磁感应强度、磁导率和电阻率都较高.缺点是磁性能对成分起伏敏感,脆性大,加工性能差.主要用于音频和视频磁头.
⑤镍铁系合金.镍含量30％～90％,又称坡莫合金,通过合金化元素配比和适当工艺,可控制磁性能,获得高导磁、恒导磁、矩磁等软磁材料.其塑性高,对应力较敏感,可用作脉冲变压器材料、电感铁芯和功能磁性材料.
⑥铁钴系合金.钴含量27％～50％.具有较高的饱和磁化强度,电阻率低.适于制造极靴、电机转子和定子、小型变压器铁芯等.
⑦软磁铁氧体.非金属亚铁磁性软磁材料.电阻率高（10-2～1010Ω·m ）,饱和磁化强度比金属低,价格低廉,广泛用作电感元件和变压器元件（见铁氧体）.
⑧非晶态软磁合金.一种无长程有序、无晶粒合金,又称金属玻璃,或称非晶金属.其磁导率和电阻率高,矫顽力小,对应力不敏感,不存在由晶体结构引起的磁晶各向异性,具有耐蚀和高强度等特点.此外,其居里点比晶态软磁材料低得多,电能损耗大为降低,是一种正在开发利用的新型软磁材料.
⑨超微晶软磁合金.20世纪80年代发现的一种软磁材料.由小于50纳米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性能,不仅磁导率高、矫顽力低、铁损耗小,且饱和磁感应强度高、稳定性好.现主要研究的是铁基超微晶合金.
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Hc：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μ：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μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp.
居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,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 + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ 降低,
磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；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ρ.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）/表面积（cm2）
硬磁材料
硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料,也称为永磁材料或恒磁材料.硬磁铁氧体的晶体结构大致是六角晶系磁铅石型,其典型代表是钡铁氧体BaFe12O19.这种材料性能较好,成本较低,不仅可用作电讯器件如录音器、电话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.硬磁材料常用来制作各种永久磁铁、扬声器的磁钢和电子电路中的记忆元件等.
在电学中硬磁材料的主要作应是产生磁力线,然后让运动的导线切割磁力线,从而产生电流.