軟磁性材料

原理

不同的鐵磁材料磁滯現象的程度不同，磁滯回線水平方向越寬的材料，也就是磁滯回線面積越大的材料，其磁滯現象越嚴重。

磁滯回線面積寬闊，材料的剩磁和矯頑磁力都大，其磁滯損失嚴重，不宜於作交變磁場中工作的鐵心，而適合於作永久磁鐵，這種材料稱為硬磁性材料。

磁滯回線瘦窄，而面積較小，這種材料稱為軟磁性材料，它的磁滯損失較小，適於交變磁場工作。軟磁材料是電子工業中變壓器、電機等電磁設備所不可缺少的材料。

飽和磁感應強度Bs：其大小取決於材料的成分，它所對應的物理狀態是材料內部的磁化矢量整齊排列。

剩餘磁感應強度Br：是磁滯回線上的特徵參數，H回到0時的B值。

矩形比：Br∕Bs

矯頑力Hc：是表示材料磁化難易程度的量，取決於材料的成分及缺陷（雜質、應力等）。

磁導率μ：是磁滯回線上任何點所對應的B與H的比值，與器件工作狀態密切相關。

初始磁導率μi、最大磁導率μm、微分磁導率μd、振幅磁導率μa、有效磁導率μe、脈衝磁導率μp。

居里溫度Tc：鐵磁物質的磁化強度隨溫度升高而下降，達到某一溫度時，自發磁化消失，轉變為順磁性，該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。

降低磁滯損耗Ph的方法是降低矯頑力Hc；降低渦流損耗Pe 的方法是減薄磁性材料的厚度t 及提高材料的電阻率ρ。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關係為：總功率耗散（mW）/表面積（cm²）。

1. 矽鋼片

矽鋼片是電源變壓器、電機、阻流線圈和低頻電路的輸入輸出變壓器等設備最常用的材料。矽鋼片質量的好壞，通常用飽和磁感應強度B來表示。好的矽鋼片飽和磁感應強度可達10000高斯以上，看上去晶粒多、片子薄、質脆、斷面曲折。差的矽鋼片只有6000高斯，看上去呈深黑色、片子厚、韌性大、斷面平直。

有一種專供C型變壓器鐵心用的冷軋矽鋼片，它的導磁性能是有方向性的，使用時要沿導磁性強的方向製成狀，用卷繞法作成“C”型變壓器鐵心，其飽和磁感應強度比普通矽鋼片高很多，採用這種矽鋼片可大大提高磁感應強度，減小鐵心的體積和重量。

2. 坡莫合金

坡莫合金又叫鐵鎳合金，它在弱磁場（小電流產生的磁場）下具有獨特的優點，能滿足電信工程的特殊需要。例如超坡莫合金的初始導磁率μ0可達10萬以上。但坡莫合金中含有鎳，比較貴重，不宜廣泛地使用，只在一些要求靈敏度高、體積又必需小的電磁器件中，才採用這種材料，它是一種高級的軟磁性材料。

3. 鐵氧體

鐵氧體是通信設備中大量使用的磁性元件，可以用它作電感和變壓器鐵心。鐵氧體就其形狀來分有E型如圖3-19，罐形如圖3-20和環形如圖3-21所示。E形鐵氧體多用來作變壓器的鐵心，罐形鐵氧體多用來作電感線圈和某些變壓器的鐵心，環形鐵氧體用來作特殊要求的電感線圈。