鐵氧體是一種立方晶格結(jié)構(gòu)的亞鐵磁性材料。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金,它的制造工藝和機(jī)械性能與陶瓷相似,顏色為灰黑色。電磁干擾濾波器中經(jīng)常使用的一類磁芯就是鐵氧體材料,許多廠商都提供專門用于電磁干擾抑制的鐵氧體材料。這種材料的特點是高頻損耗非常大,具有很高的導(dǎo)磁率,他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最xiao。對于抑制電磁干擾用的鐵氧體,最重要的性能參數(shù)為磁導(dǎo)率μ和飽和磁通密度Bs。磁導(dǎo)率μ可以表示為復(fù)數(shù),實數(shù)部分構(gòu)成電感,虛數(shù)部分表損耗,隨著頻率的增加而增加。因此,它的等效電路為由電感L和電阻R組成的串聯(lián)電路,L和R都是頻率的函數(shù)。當(dāng)導(dǎo)線穿過這種鐵氧體磁芯時,所構(gòu)成的電感阻抗在形式上是隨著頻率的升高而增加,但是在不同頻率時其機(jī)理是wq不同的
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永磁材料
常見的永磁材料有鋁鎳鈷合金、鐵氧體永磁材料和稀土永磁材料。
鋁鎳鈷合金是由鋁鎳鐵合金發(fā)展來的,目前我國能制造的鋁鎳鈷合金的型號主要有LNG34,LNG52,LNGJ32,LNGJ56等。
由于鋁鎳鈷的主要特點是高Br(剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度)、低矯頑力的永磁材料,其相對磁導(dǎo)率在 3 以上,所以在具體應(yīng)用時,其磁極須做成長柱體或長棒體,以盡量減少退磁場作用。
鋁鎳鈷磁體本身矯頑力低,所以在使用過程中應(yīng)嚴(yán)格禁止任何鐵器接觸鋁鎳鈷永磁材料,以避免造成永磁體局部退磁而使磁路中磁通分布發(fā)生畸變。
鋁鎳鈷磁體的優(yōu)點是溫度系數(shù)小,而且因溫度變化而發(fā)生的永磁特性的退化也較小,但該材料硬而脆,加工困難。
鋁鎳鈷的主要應(yīng)用在電子點火系統(tǒng)、電度表、伏安表、醫(yī)療儀器、工業(yè)電機(jī)、磁力簧片開關(guān)、發(fā)電機(jī)、手動工具、自動售貨機(jī)等領(lǐng)域。鐵氧體永磁材料是目前應(yīng)用非常廣泛的永磁材料之一,其主要成分是MoFe2O3。
具有矯頑力大,重量輕,原材料來源豐富,價格便宜,耐氧化,耐腐蝕,磁晶體的各向異性常數(shù)大,退磁曲線近似為直線等優(yōu)點。
而缺點是剩磁較低,溫度系數(shù)大,易碎。
鐵氧體永磁材料的矯頑力介于鋁鎳鈷合金材料和稀土鈷永磁材料之間,由于其剩磁較低,故一般適合設(shè)計成扁平形狀。
由于成本低廉,鐵氧體磁材有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,從電機(jī)、揚聲器到玩具、工藝品,因而是目前應(yīng)用最廣的永磁材料。
稀土永磁材料具有矯頑力高;最i大磁能積大;可逆磁導(dǎo)率等于一的優(yōu)點。
因此其磁性能遠(yuǎn)超過鐵氧體和鋁鎳鈷等其他磁性材料。
稀土永磁材料的出現(xiàn),使得重量輕、體積小的永磁同步電機(jī)相繼問世,從而擴(kuò)大了永磁同步電機(jī)的應(yīng)用范圍。
稀土鈷永磁材料性能優(yōu)異,但價格較高,因此在設(shè)計時必須精打細(xì)算,力求用最i小的體積達(dá)到預(yù)期的效果。
由于稀土鈷永磁材料的矯頑力很大,可作成薄片永磁材料,以減少體積,節(jié)省材料。常用的稀土永磁材料有SmPrCo、SmCoPeCo、SmPrNdCo、CeCoCuFe、Sm2Co17等。
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特殊功能的磁性材料(1)磁彈性材料。這種磁性材料在磁場的作用下形狀發(fā)生改變,具體表現(xiàn)可為長度上的伸長或縮短,體積上的膨脹和收縮。
(2)磁電阻材料。這種磁性材料的電阻在磁場的作用下發(fā)生改變。
(3)磁制冷材料。磁制冷是一種以磁性材料為工質(zhì)的制冷技術(shù) ,基本原理是借助磁制冷材料的磁熱效應(yīng)(magneto caloriceffect)即磁制冷材料等溫磁化時向外界放出熱量,而等溫退磁時從外界吸取熱量,以達(dá)到制冷目的。這種材料的優(yōu)點是環(huán)境友好,無環(huán)境污染和破壞;高i效節(jié)能,卡諾循環(huán)效率可達(dá)到60~70%;穩(wěn)定可靠。
(4)磁流體。又稱磁性液體或鐵流體。是一種對磁場敏感可流動的液體磁性材料。它是將摻入到載液中的鐵磁性微粒(<10nm)用分散劑均勻地分散,使成為某種具有流動性的懸浮狀的膠態(tài)液體。
這種液體具有在通常離心力和磁場作用下即不沉降和凝集又能使其本身承受磁性可以被磁鐵所吸引的特性。
用納米金屬及合金粉末生產(chǎn)的磁流體性能優(yōu)異,可廣泛應(yīng)用于密封減震、醫(yī)療器械、聲音調(diào)節(jié)、光顯示等領(lǐng)域。
磁性材料是電子工業(yè)的重要基礎(chǔ)功能材料,廣泛應(yīng)用于計算機(jī)、電子器件、通訊、汽車和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域和家用電器、兒童玩具等日常生活用品,隨著世界經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,磁性材料的需求將空前廣闊。
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