基本介紹
- 中文名：非晶軟磁
- 主要元素：鐵、矽、硼、碳、磷等
- 類別：化學
基本概念,種類,
基本概念
物質裡面的原子排列是整齊有序的叫做晶體;物質的原子排列是混亂的叫做非晶體。通常情況下，金屬及合金在從液體凝固成固體時，原子總是從液體的混亂排列轉變成整齊的排列，即成為晶體。但是，如果金屬或合金的凝固速度非常快（例如用每秒高達一百萬度的冷卻速率將鐵－硼合金熔體凝固），原子來不及整齊排列便被凍結住了，最終的原子排列方式類似於液體，是混亂的，這就是非晶合金（又稱為金屬玻璃）。由於不同的物質形成非晶所需要的冷卻速度大不相同。單一金屬需要每秒高達一億度以上的冷卻速度才能形成非晶態。受目前工藝水平的限制，實際生產中難以達到如此高的冷卻速度，普通的單一的金屬難以從生產上製成非晶。為了獲得非晶態的金屬，一般將金屬與其它物質混合。當原子尺寸和性質不同的幾種物質搭配混合後，就形成了合金。這些合金具有兩個重要性質：①合金的成分一般在冶金學上的所謂“共晶”點附近，它們的熔點遠低於純金屬，例如FeSiB合金的熔點一般為1200度以下，而純鐵的熔點為1538度；②由於原子的種類多了，合金在液體時它們的原子更加難以移動，在冷卻時更加難以整齊排列，也就是說更加容易被“凍結”成非晶。有了上面的兩個重要條件，合金才可能比較容易地形成非晶。實際上，目前所有的實用非晶合金都是兩種或更多種元素組成的合金，例如Fe-Si-B，FeNiPB，CoZr，ZrTiCuNi等。迄今為止，國內外非晶合金開發最多的是作為軟磁材料的一類。它們在化學成分上的一個共同點是：由兩類元素組成：一類是鐵磁性元素（鐵、鈷、鎳或者他們的組合），它們用來產生磁性；另一類是矽、硼、碳等，它們稱為類金屬，也叫做玻璃化元素，有了它們，合金的熔點比純金屬降低了很多，才容易形成非晶。
種類
非晶軟磁合金材料的種類：
1、鐵基非晶合金鐵基非晶合金：主要元素是鐵、矽、硼、碳、磷等。它們的特點是磁性強（飽和磁感應強度可達1.4-1.7T）、磁導率、激磁電流和鐵損等軟磁性能優於矽鋼片，價格便宜，最適合替代矽鋼片，特別是鐵損低（為取向矽鋼片的1/3－1/5），代替矽鋼做配電變壓器可降低鐵損60－70%。鐵基非晶合金的帶材厚度為0.03毫米左右，廣泛套用於中低頻變壓器的鐵心（一般在10千赫茲以下），例如配電變壓器、中頻變壓器、大功率電感、電抗器等。
2、鐵鎳基非晶合金鐵鎳基非晶合金：主要由鐵、鎳、矽、硼、磷等組成，它們的磁性比較弱（飽和磁感應強度大約為1T以下），價格較貴，但磁導率比較高，可以代替矽鋼片或者坡莫合金，用作高要求的中低頻變壓器鐵心，例如漏電開關互感器。
3、鈷基非晶合金鈷基非晶合金：由鈷和矽、硼等組成，有時為了獲得某些特殊的性能還添加其它元素，由於含鈷，它們價格很貴，磁性較弱（飽和磁感應強度一般在1T以下），但磁導率極高，一般用在要求嚴格的軍工電源中的變壓器、電感等，替代坡莫合金和鐵氧體。
4、納米(超微晶)軟磁合金材料由於非晶合金中原子的排列是混亂無序的這種特殊結構，使得非晶合金具有一些獨特的性質。
