金屬軟磁粉芯及其應(yīng)用設(shè)

1、第1頁，共14頁金屬軟磁粉芯及其應(yīng)用設(shè)計陳一平武漢浩源磁材科技發(fā)展有限公司內(nèi)容提要：文章對金屬軟磁粉芯及其主要特性作了簡明的敘述，并著重對金屬軟磁粉芯的應(yīng)用及應(yīng)用設(shè)計的方法、步驟進行了較為具體的描述，并以具體的實例進行了說明。鑒于全國各地許多設(shè)計人員經(jīng)常向我詢問這方面的問題，有的則干脆要我?guī)退麄冞M行選材和設(shè)計計算，故以此文章希望能對廣大科技工作者有所幫助。關(guān)鍵詞：金屬軟磁粉芯一、金屬軟磁粉芯概述一、金屬軟磁粉芯概述在當(dāng)今世界上各種科技領(lǐng)

2、域中，廣泛使用的軟磁材料有四大類別：金屬軟磁材料、鐵氧體軟磁材料、非晶微晶軟磁材料和金屬軟磁粉芯。所謂軟磁材料是相對于硬磁或者永磁材料而言的，所有的磁性材料都有一個共同的特性，就是具有高的飽和磁感應(yīng)強度。硬磁材料由于具有高的飽和磁感而具有高的磁能積；而軟磁材料由于具有高的飽和磁感因而具有高的導(dǎo)磁率。所不同的是硬磁材料被感應(yīng)磁化了后，由于喬頑力大磁性不能消失，所以更確切的稱之為永磁材料。軟磁材料和永磁材料的區(qū)別就是其喬頑力極小，也就是說當(dāng)

3、你給它一個磁化場時，由于磁感應(yīng)被磁化了具有磁性能。而當(dāng)磁化場被去掉時，其磁性能消失不具備有磁性，這就是我們所說的軟磁特性。所有的軟磁材料的另一共同特性，就是具有磁電轉(zhuǎn)換的特殊功能。正是由于這一特性，使得軟磁材料在各個科技領(lǐng)域得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。金屬軟磁粉芯是一種軟磁材料，它是用金屬或合金軟磁材料制成的粉末，通過特殊的工藝生產(chǎn)出來的一種磁芯。對于金屬軟磁粉芯的稱呼，目前還是較為混亂不確切的：如稱為粉芯，鐵粉芯、磁粉芯、金屬磁粉芯等。粉芯

4、或磁粉芯顧名思義即為磁性粉末做的磁芯。釹鐵硼是以合金粉末生產(chǎn)的磁芯，但它是永磁材料。同樣，軟磁鐵氧體和硬磁鐵氧體也都是磁性粉末生產(chǎn)的磁芯，如果簡單的把金屬軟磁粉芯看作是磁性粉末做的磁性材料的話，這些材料都可以歸作一類，稱作粉芯或磁粉芯。同樣，金屬磁粉芯的稱呼也是不確切的，因為鋁鎳鈷合金等永磁材料都可以制成粉末磁芯。所以，我把它定義為金屬軟磁粉芯。這樣稱呼既確切、明確指明了它的軟磁特性，又不易與其他材料相混淆。金屬軟磁粉芯目前主要包括鐵粉

5、芯、鐵硅鋁磁粉芯、高通量磁粉芯和鉬坡莫磁粉芯四大系列。鐵粉芯(ironces)是用高純鐵粉或羥基鐵粉經(jīng)配料、壓制、涂覆生產(chǎn)的磁芯。由于生產(chǎn)工藝較其他幾種簡單，原材料最便宜，且具有較好的磁性能，是四大系列金屬軟磁粉芯中使用量最大、最為廣泛的一種。從μe10的－2材質(zhì)鐵粉芯到μe75的－26、－52等各種材質(zhì)的鐵粉芯，適用于各種不同的使用場合。還有用鐵氧體摻入適量做的復(fù)合鐵粉芯，具有較高的導(dǎo)磁率，第3頁，共14頁體類軟磁材料所遠為不及的。②

6、具有高的有效導(dǎo)磁率。如MPP類磁粉芯，在10KHz下，μe值可高達500以上。有效導(dǎo)磁率最低的鐵粉芯－26材質(zhì)，在10KHz下，μe值也可達75左右。而我們曾用超坡莫類金屬軟磁軋至0.01mm厚，分條后通過電泳涂層卷芯處理后，其初始導(dǎo)磁率高達20萬，最大導(dǎo)磁率高于80萬。但在10KHz下我們測得μe值只有約60，遠不及金屬軟磁粉芯。③損耗低，頻率穩(wěn)定性好，使用頻率范圍廣。各種材質(zhì)和各不同導(dǎo)磁率的金屬軟磁粉芯，可適於從幾十赫茲到高達30兆

7、赫的很寬頻帶下使用。這一特性是金屬軟磁和非晶微晶軟磁所遠不及的。④由于有上述三條優(yōu)點，金屬軟磁粉芯具有良好的交直流疊加穩(wěn)定性。這對于許多交直流場同時存在的使用情況下是具有重要意義的。這也是它優(yōu)于其他幾種軟磁材料的地方。⑤具有良好的磁性能穩(wěn)定性。這一特性對于使用和保證產(chǎn)品質(zhì)量是非常重要的。如果不能保證磁性能穩(wěn)定性，非常精密的儀器會變得不能用而造成損失。金屬軟磁粉芯在頻率穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性等方面都優(yōu)于其他幾類材料。⑥它還有一條非常重要的，也

8、是其他任何軟磁材料所不具備的獨特優(yōu)良特性，就是具有良好的性能可控性。也就是說，在各類金屬軟磁粉芯的生產(chǎn)過程中，人們可以通過控制和改變其生產(chǎn)工藝技術(shù)條件，生產(chǎn)出各種具有獨特性能的金屬軟磁粉芯，從而能最大限度地滿足各種使用條件下的各種不同要求。這對于提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，特別是對于高科技和國防軍工領(lǐng)域，是具有非常重要意義的。如磁性能一致性的控制，武漢浩源磁材科技發(fā)展有限公司在這方面取得了可喜的成績，創(chuàng)造了0.125％批量交貨的世界最先進水平

9、。并且該公司的產(chǎn)品生產(chǎn)控制水平均比國外產(chǎn)品提高了一個檔次。鐵粉芯由國外產(chǎn)品10％縮小至5％，合金系列產(chǎn)品由國外8％也縮小至5％，這在使用方面的好處，我們將在后面應(yīng)用部分說明。其他如溫度系數(shù)，通過改進處理工藝及添加補賞合金，可使其溫度系數(shù)低于100ppm以下，從而具有良好的溫度穩(wěn)定性。還有在降低損耗、改善頻率特性等方面也可通過改進生產(chǎn)工藝而得到改善?？傊?，通過改變生產(chǎn)工藝技術(shù)，可以使金屬軟磁粉芯具有某種獨特的優(yōu)良特性，從而為人們很好的加以

10、利用是金屬軟磁粉芯的又一特性，且是為人們所用最重要的特性。三、金屬軟磁粉芯的應(yīng)用三、金屬軟磁粉芯的應(yīng)用科學(xué)技術(shù)和社會的進步，對各個科技領(lǐng)域的發(fā)展提出了更高的要求。當(dāng)今社會，高精度、高靈敏度和大容量、小型化是對各種電子產(chǎn)品提出的總要求和發(fā)展方向，這也是對廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中的軟磁材料提出的要求和發(fā)展方向。金屬軟磁粉芯的應(yīng)用和發(fā)展，也正是為了適應(yīng)這種要求和發(fā)展的。高精度和高靈敏度的要求二者是相一致的，并且是相輔相成的。如一臺天平靈敏度越