很小的矫顽磁力和狭窄的磁滞回线:软磁材料的基本性能要求是,能 快速的响应外磁场的变化,这要求材料具有低的矫顽磁力 Hc 值,数量 级为 10^-1~10^2A/m 。软磁材料的反磁化过程主要是通过磁畴壁的位 移来实现的,因此材料内部应力起伏和杂质的含量与分布成为影响矫 顽磁力的主要因素 。矫顽磁力低表示磁化和退磁容易 , 磁滞回线狭窄,磁滞回线包围的面积小,在交变磁场中磁滞损耗就小 。
电阻率高:磁芯相当于一匝线圈,在交变磁场中会感应产生电动势,这个感应电动势在磁芯中产生感应电流,如果磁芯的电阻率低,则感 应电动势和感应电流就大,在磁芯中产生的损耗就大,这个损耗称为 涡流损耗 , 频率越高,感应电流就越大 。电阻率升高有利于降低损耗 及提高磁芯的工作频率,减小磁芯的体积和质量 。
具有较高的饱和磁感应强度 Bs:如果磁感应强度 Bs 高,则相同磁通 Φ需要磁芯截面积 A 较小,磁性元件体积小 。低频时,最大工作磁感 应强度受饱和磁感应强度限制;但在高频时,主要是损耗限制了磁感 应强度的选取 , 磁芯未必饱和,是绝缘材料的温度极限限制了损耗的 大小 。
磁芯损耗:软磁材料多用于交流磁?。虼硕呕斐傻拇潘鸷牟?可忽视 。动态磁化所造成的损耗包括 3 部分,即涡流损耗、磁滞损耗 和剩余损耗 。随着交变磁场频率的增加 , 软磁材料的动态磁化所造成 的磁芯损耗增大 。
稳定性:要求软磁材料不但要高磁导率和低损耗等 , 更重要的是高稳 定性 。软磁材料的高稳定性是指磁导率的温度稳定性要高,减落系数 小,随时间老化要尽可能小,以保证长期工作于恶劣环境 。影响软磁 材料工作的因素有低温、潮湿、电磁场、机械负荷和电离辐射等,在 这些因素影响下 , 软磁材料的基本特性参数会发生变化 , 从而导致性 能的变化 。
磁性材料主要的特性是具有磁滞回线,软磁与硬磁材料的主要区别在于矫 顽力的高低不同,实质上也就是材料的磁滞回线所包含面积的大小不同 。矫顽力高的材料,回线包含的面积大,其磁储能就高 。一般软磁材料的磁 滞回线很窄,矫顽力在 100A/m 以下 , 而硬磁材料的磁滞回线很宽,矫顽 力在 1000A/m 以上 。
磁性材料的研究和制备开始于 20 世纪初,以永磁材料和软磁材料为例 。在近百年的时间里,磁性材料的发展方向形成了两个极端,即尽可能追求 实现材料更高或更低的矫顽力 。(报告来源:未来智库)
二、永磁材料:高矫顽力、高剩磁强度 , 电机领域核心材料永磁材料又称恒磁材料或硬磁材料,指的是磁化后去掉外磁场,能长期保 留磁性,能经受一定强度的外加磁场干扰的一种功能材料 。永磁材料具有 宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁的特性,具备转换、传递、处理、存储信 息和能量等功能 , 应用范围广泛,如电声、选矿、能源、家用电器、医疗 卫生、汽车、自动控制、信息技术等领域对永磁材料有着不可替代的需求 。
根据永磁材料的磁性强弱以及发展阶段 , 永磁材料分为金属永磁、铁氧体 永磁和稀土永磁三类 。
2.1 金属永磁:初代永磁合金,应用于电气仪表等特殊领域
金属永磁材料发展和应用较早,是以铁和铁族元素为重要组元的合金型永 磁材料,又称永磁合金,主要有铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金和 铂钴系永磁合金等 。
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