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具有高频率的磁性材料有着怎么样的发展历史

来源:/news/175.html发布时间:2018-10-25

磁性材料是一个使用非常广泛的材料,首先出现在中国古代的指南针中,大自然是一个宝藏,磁铁矿是大自然中广泛存在的,就是天然磁铁。随着时代的发展,也随着工业技术的发展,不断有新的磁性材料被发现,而且科学家们在不断研究它们的性能及更多的用途。甚至出现了先进的电工磁性材料,它具有高频率、低损耗以及微型轻质的特性,很多磁性材料的大胆的想象与使用,都可以在许多欧美大型科幻电影中有所展现;科学家们对于磁性材料的磁特性现状、应用的研究,将会让磁性材料应用达到一个新的高度。

磁性材料的历史发展

从很早很早以前,人类就开始使用磁性材料了。春秋战国时期的人就已经发现天然磁石的吸铁性和指南性了。现代人类将磁性材料按用途分为永磁材料、软磁材料、磁记录材料以及具有特殊功能的磁性材料。

在人类文明日趋进步的今天,对电能的使用达到了新的高峰,但这也导致了人们对化石能源枯竭、能源安全和环境恶化的担忧。许多国家已经开始着手发展新材料,以期在输出和使用电能的电工装备中节能降耗,一个以先进电工磁性材料创新发展与应用为标志的电气工程新时代已经到来。随着电子产品快速向高性能化、轻薄化发展,电子变压器和电感器技术升级是下游客户的诉求,也是企业长期发展的根基。而技术升级和成本降低离不开磁性材料的创新,更需要对磁性材料进行优化利用。

磁性材料

下面,简单介绍一下三种磁性材料:

1、锰锌铁氧体材料

由于铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多,而且还有较高的介电性能,同时铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率,因此,铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。但是在高频条件下,涡流损耗和剩余损耗所占比例较大,这是阻碍铁氧体材料应用到更高频率范围的关键因素之一。

2、FeSiCr软磁合金粉末

FeSiCr合金粉具有较高的饱和磁感强度、使用频率范围内高磁导率、价格便宜等优势,与其他软磁材料比较,在应用端容易取得较好的综合性能。

FeSi合金的间隙固溶体比较靠近Si和Fe原子,因此会减小单位体积内的Si原子。而Cr原子的掺杂又不利于有序相D03的形成,会降低磁性能。因此FeSi6.5的优势是合金电阻率高,饱和磁致伸缩系数很低,缺点是D03相很硬,不易压制。研究表明,Si元素的添加可以降低Fe矫顽力,而Cr则会增加矫顽力。Cr元素的添加不会影响FeSi软磁的频率稳定性。

总结Cr元素添加的优点,一是提高防锈性,二是能够改善FeSi合金粉末的加工型(塑形和延展性)。

3、高频铁硅铝材料

随着新型的GaN(氮化镓)和SiC(碳化硅)半导体材料运用,使得电路工作频率 >1MHz 得以实现,我们需要更高的开关频率,以达到小型化、降低成本、提高效率的目的。

高频铁硅铝材料满足以下特性:

①、高频范围 = 500kHz–100MHz。

②、高饱和磁通密度 (Bsat) 避免大电流偏置时饱和。

③、低磁导率——迫使增加圈数降低交流磁通密度。

④、小气隙或者没有离散气隙——减少边缘效应。

⑤、单层线圈绕组——降低临近效应损耗。

⑥、低磁芯损耗 (涡流)。

以上内容中只是简单的介绍了三种磁性材料,你知道磁性材料可以应用在军事领域之中吗?想知道更多磁性材料的使用领域吗?那就关注我们宜兴方圆颜料吧!


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