磁性材料是古老而用途十分廣泛的功能材料,現(xiàn)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,計算機用磁記錄軟盤等??梢哉f,
磁性材料與信息化、自動化、機電一體化、國防、國民經(jīng)濟的方方面面緊密相關。
1、磁性材料的磁化曲線
磁性材料是由鐵磁性物質或亞鐵磁性物質組成的,在外加磁場H 作用下,必有相應的磁化強度M 或磁感應強度B,它們隨磁場強度H 的變化曲線稱為磁化曲線(M~H或B~H曲線)。磁化曲線一般來說是非線性的,具有2個特點:磁飽和現(xiàn)象及磁滯現(xiàn)象。即當磁場強度H足夠大時,磁化強度M達到一個確定的飽和值Ms,繼續(xù)增大H,Ms保持不變;以及當材料的M值達到飽和后,外磁場H降低為零時,M并不恢復為零,而是沿MsMr曲線變化。材料的工作狀態(tài)相當于M~H曲線或B~H曲線上的某一點,該點常稱為工作點。
2、軟磁材料的常用磁性能參數(shù)
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(nèi)部的磁化矢量整齊排列。
剩余磁感應強度Br:是磁滯回線上的特征參數(shù),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,取決于材料的成分及缺陷(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(tài)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、脈沖磁導率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(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(shù)與器件的電氣參數(shù)之間的轉換
在設計軟磁器件時,首先要根據(jù)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。設計者必須熟悉材料的磁化過程并掌握材料的磁性參數(shù)與器件電氣參數(shù)的轉換關系。設計軟磁器件通常包括三個步驟:正確選用磁性材料;合理確定磁芯的幾何形狀及尺寸;根據(jù)磁性參數(shù)要求,模擬磁芯的工作狀態(tài)得到相應的電氣參數(shù)。