磁性材料是古老而用途十分廣泛的功能材料,現代
磁性材料已經(jīng)廣泛的用在我們的生活之中,例如將永磁材料用作馬達,應用于變壓器中的鐵心材料,作為存儲器使用的磁光盤(pán),計算機用磁記錄軟盤(pán)等??梢哉f(shuō),
磁性材料與信息化、自動(dòng)化、機電一體化、國防、國民經(jīng)濟的方方面面緊密相關(guān)。
1、磁性材料的磁化曲線(xiàn)
磁性材料是由鐵磁性物質(zhì)或亞鐵磁性物質(zhì)組成的,在外加磁場(chǎng)H 作用下,必有相應的磁化強度M 或磁感應強度B,它們隨磁場(chǎng)強度H 的變化曲線(xiàn)稱(chēng)為磁化曲線(xiàn)(M~H或B~H曲線(xiàn))。磁化曲線(xiàn)一般來(lái)說(shuō)是非線(xiàn)性的,具有2個(gè)特點(diǎn):磁飽和現象及磁滯現象。即當磁場(chǎng)強度H足夠大時(shí),磁化強度M達到一個(gè)確定的飽和值Ms,繼續增大H,Ms保持不變;以及當材料的M值達到飽和后,外磁場(chǎng)H降低為零時(shí),M并不恢復為零,而是沿MsMr曲線(xiàn)變化。材料的工作狀態(tài)相當于M~H曲線(xiàn)或B~H曲線(xiàn)上的某一點(diǎn),該點(diǎn)常稱(chēng)為工作點(diǎn)。
2、軟磁材料的常用磁性能參數
飽和磁感應強度Bs:其大小取決于材料的成分,它所對應的物理狀態(tài)是材料內部的磁化矢量整齊排列。
剩余磁感應強度Br:是磁滯回線(xiàn)上的特征參數,H回到0時(shí)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,取決于材料的成分及缺陷(雜質(zhì)、應力等)。
磁導率μ:是磁滯回線(xiàn)上任何點(diǎn)所對應的B與H的比值,與器件工作狀態(tài)密切相關(guān)。
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、脈沖磁導率μp。
居里溫度Tc:鐵磁物質(zhì)的磁化強度隨溫度升高而下降,達到某一溫度時(shí),自發(fā)磁化消失,轉變?yōu)轫槾判?,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。
3、軟磁材料的磁性參數與器件的電氣參數之間的轉換
在設計軟磁器件時(shí),首先要根據電路的要求確定器件的電壓~電流特性。器件的電壓~電流特性與磁芯的幾何形狀及磁化狀態(tài)密切相關(guān)。設計者必須熟悉材料的磁化過(guò)程并掌握材料的磁性參數與器件電氣參數的轉換關(guān)系。設計軟磁器件通常包括三個(gè)步驟:正確選用磁性材料;合理確定磁芯的幾何形狀及尺寸;根據磁性參數要求,模擬磁芯的工作狀態(tài)得到相應的電氣參數。