软磁材料基础知识连载(一)
基本概念 :(根据我国的计量法,物理量单位采用国际单位制,即SI。为方便理解,这里列出一些常用量的换算。)
磁感应强度B:
磁感应强度B可以这样定义,足够小的电流元Idl(I为导线回路中的恒定电流,dl为导线回路中沿电流方向所取的矢量线元)在磁场中所受的力最大方向时,所受到的最大力dFmax与Idl的比值。B=dFmax/Idl
在SI中,磁感应强度B单位特[斯拉]T,1T=1N/A•m=1Wb/m2,1T=10000Gs(高斯)。
磁场强度H:
磁场强度H与电场中的电位移矢量D相似。
真空中磁场的磁感应强度B0,由于引入磁介质而产生附加磁场,其磁感应强度B’,则磁介质总的磁感应强度B是B0和B’的矢量和,即B=B0+B’。B与B0的大小比称相对磁导率 μr= B/B0 。不同的物质对磁场的影响非常大,因此引出了一个辅助矢量——磁场强度H。磁介质内磁场强度H沿闭合路径的环流等于闭合路径包围的所有传导电流的代数和(存在磁介质时的环路安培定理)。H=NI/ , 为到磁环有效磁路长度。
B-H磁化曲线:
软磁材料在交变磁场中,刚开始O点随着电流nI变大, B开始缓慢变大,当到a点时,B急剧变大,当到b点,B增加变缓,当到c点H再变大时,B几乎不再变大,我们说材料被磁化到了饱和。达到饱和之后,无论H怎样增大,材料的磁感应强度也不再增大。此时的磁感应强度 称为饱和磁感应强度,用Bs来表示。B-H关系画成曲线,就是材料B-H磁化曲线。饱和磁感应强度是磁性材料的一个重要指标。
在SI中,磁场强度H单位是安[培]每米(A/m)。
磁导率μ:
在各向同性的均匀磁介质中,B与H成正比关系:B=μH,μ称为磁介质的磁导率 μ=B/H,磁导率实际上代表了磁性材料被磁化的容易程度。在磁化的不同阶段,材料的磁导率也不同,磁导率在最高点称为最大磁导率。在磁化起始点的磁导率称为初始磁导率,简称初导。磁导率是软磁材料另一个非常重要指标。
在SI单位制中,磁导率的单位亨[利]每米H/m,常用T/(A/m),T/(A/cm),但一般用相对磁导率μr来表示。1(H/m)=T/(A/m)=100T/(A/cm),在有些资料上用特/奥(斯特)(T/Oe)或高斯/奥(斯特)(Gs/Oe),高斯与奥斯特都是以前的物理量。1A/m=4πe-3 Oe ,磁导率为1Gs/Oe 的磁介质的相对磁导率为1。相对磁导率μr是无量纲量。
(一)非晶、纳米晶软磁合金带材生产过程简介:
非晶态软磁合金带材是60年代问世的一种高新技术材料,其制备工艺采用速度为每秒近一百万度的快速冷凝技术,将熔融合金钢水急速冷却成厚度约25-30微米的合金带材,其微观结构完全不同于传统的金属合金材料。具有优异的磁性能(电阻率高、损耗小);硬度高、韧性好,耐高温耐腐蚀;机电耦合系数、热传导性好;是一种绿色、环保、高效、节能的功能材料。
单包、三包制带工艺装置示意:
非晶、纳米晶材料技术简介1非晶软磁合金材料及其应用 1.1非晶软磁合金材料及其形成机理我们根据原子排列方式把物质划分为晶体和非晶体两类。物质里面的原子排列是整齐有序的叫做晶体;物质的原子排列是混乱的叫做非晶体。通常情况下,金属及合金在从液体凝固成固体时,原子总是从液体的混乱排列转变成整齐的排列,即成为晶体。但是,如果金属或合金的凝固速度非常快(例如用每秒高达一百万度的冷却速率将铁-硼合金熔体凝固),原子来不及整齐排列便被冻结住了,最终的原子排列方式类似于液体,是混乱的,这就是非晶合金(又称为金属玻璃)。 如下图左为晶态结构,右图为非晶态结构。
关键词: 软磁
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