概述：磁性是物質(zhì)的基本屬性之一。磁性現(xiàn)象是與各種形式的電荷運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的，由于物質(zhì)內(nèi)部的電子運(yùn)動(dòng)和自旋會(huì)產(chǎn)生一定大小的磁場(chǎng)，因而產(chǎn)生磁性。一切物質(zhì)都具有磁性。自然界的按磁性的不同可以分為順磁性物質(zhì)，抗磁性物質(zhì)，鐵磁性物質(zhì)，反鐵磁性物質(zhì)，以及亞鐵磁性物質(zhì)，其中鐵磁性物質(zhì)和亞鐵磁性物質(zhì)屬于強(qiáng)磁性物質(zhì)，通常將這兩類物質(zhì)統(tǒng)稱為磁性材料。
磁性材料的分類，性能特點(diǎn)和用途： 1 鐵氧體磁性材料，一般是指氧化鐵和其他金屬氧化物的符合氧化物。他們大多具有亞鐵磁性。 特點(diǎn)：電阻率遠(yuǎn)比金屬高，約為1-10（12次方）歐/厘米，因此渦損和趨膚效應(yīng)小，適于高頻使用。飽和磁化強(qiáng)度低，不適合高磁密度場(chǎng)合使用。居里溫度比較低。 2 鐵磁性材料：指具有鐵磁性的材料。例如鐵鎳鈷及其合金， 某些稀土元素的合金。在居里溫度以下，加外磁時(shí)材料具有較大的磁化強(qiáng)度。 3 亞鐵磁性材料：指具有亞鐵磁性的材料，例如各種鐵氧體，在奈爾溫度以下，加外磁時(shí)材料具有較大的磁化強(qiáng)度。 4 永磁材料：磁體被磁化厚去除外磁場(chǎng)仍具有較強(qiáng)的磁性，特點(diǎn)是矯頑力高和磁能積大�？煞譃槿�，金屬永磁，例，鋁鎳鈷，稀土鈷，銣鐵硼等。
鐵氧體永磁，例，鋇鐵氧體，鍶鐵氧體，其他永磁，如塑料等。 5 軟磁材料：容易磁化和退磁的材料。錳鋅鐵氧體軟磁材料，其工作頻率在1K-10M之間。鎳鋅鐵氧體軟磁材料，工作頻率一般在1-300MHZ 6 金屬軟磁材料：同鐵氧體相比具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低的矯頑力，例如工程純鐵， 鐵鋁合金， 鐵鈷合金，鐵鎳合金等，常用于變壓器等。 7 損耗角正切：他是串聯(lián)復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率的虛數(shù)部分與實(shí)數(shù)部分的比值，其物理意義為磁性材料在交變磁場(chǎng)的每周期中，損耗能量與儲(chǔ)存能量的2派之比。 8 比損耗角正切：這是材料的損耗角正切與起始導(dǎo)磁率的比值。 9 溫度系數(shù)：在兩個(gè)給定溫度之間，被測(cè)的變化量除以溫度變化量。 10 磁導(dǎo)率的比溫度系數(shù)：磁導(dǎo)率的溫度系數(shù)與磁導(dǎo)率的比值。 11 居里溫度：在此溫度上， 自發(fā)磁化強(qiáng)度為零， 即鐵磁性材料（或亞磁性材料）由鐵磁狀態(tài)（或亞鐵磁狀態(tài)）轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾艩顟B(tài)的臨界溫度。 |
術(shù)語：
1 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度：(飽和磁通密度)磁性體被磁化到飽和狀態(tài)時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。在實(shí)際應(yīng)用中， 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度往往是指某一指定磁場(chǎng)（基本上達(dá)到磁飽和時(shí)的磁場(chǎng)）下的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
2 剩磁感應(yīng)強(qiáng)度：從磁性體的飽和狀態(tài)，把磁場(chǎng)（包括自退磁場(chǎng)）單調(diào)的減小到0的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
3 磁通密度矯頑力， 他是從磁性體的飽和磁化狀態(tài)，沿飽和磁滯回線單調(diào)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度， 使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小到0時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
4 內(nèi)稟矯頑力：從磁性體的飽和磁化狀態(tài)使磁化強(qiáng)度M減小到0的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
5 磁能積：在永磁體的退磁曲線上的任意點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積。
6 起始磁導(dǎo)率：磁性體在磁中性狀態(tài)下磁導(dǎo)率的極限值。
磁性材料的命名方法：
由4部分組成:
1 材料類別：以漢語拼音的第一個(gè)字母表示，R—軟磁，Y—永磁， X ---旋磁，J---矩磁，A---壓磁。
2 材料的性能，用數(shù)字表示。3 材料的特征以漢語拼音表示。 4 序號(hào)。
第三部分的特征代號(hào)：（僅限于軟磁材料）Q—高Q B—高BS U—寬溫度范圍 X—小溫度系數(shù) H—低磁滯損耗F—高使用頻率 D—高密度 T—高居里溫度 Z—正小溫度系數(shù)。
鐵氧體零件的命名方法：
1 零件的用途和形狀，以拼音或英文表示。
2 區(qū)別第一部分相同而形狀不同的零件，以漢語拼音字母表示。
3 零件的規(guī)格，以零件的特征尺寸或序號(hào)表示。
4 材料牌號(hào)， 零件的等級(jí)或使用范圍。
常用磁環(huán)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：
在以下測(cè)試中，均以401ALCR測(cè)試儀SER/1KHZ檔常溫測(cè)試， 以0.1*15芯 30cm導(dǎo)線平繞3圈測(cè)得值。 各取樣本10個(gè)取平均值，可供參考。
30*18*12磁環(huán)：
電感量平均值為：99.5mh 最大正誤差：+25%最大負(fù)誤差：-36.5%Q平均值為：19.8 最大正誤差：+22%最大負(fù)誤差：-27.5%
48*28*12鐵環(huán)：
電感量平均值為：584uh 最大正誤差：+10%最大負(fù)誤差：-17%Q平均值為：0.633 最大正誤差：+10%最大負(fù)誤差：-10.4%
58*38*12鐵環(huán)：
電感量平均值為：381uh 最大正誤差：+11%最大負(fù)誤差：-14.7%Q平均值為：0.714 最大正誤差：+11%最大負(fù)誤差：-8.8%
磁環(huán)工藝特性試驗(yàn)：
在本例試驗(yàn)中采用58*38*12鐵環(huán)10 個(gè)批量跟蹤試驗(yàn)的方法，求出磁環(huán)在浸漆，高溫，等情況下對(duì)性能的影響。（0.15*15 3扎，ser/1khz ）
1 浸漆前：時(shí)間：10：00 電感平均值：381.23uh Q平均值：0.7142
2 浸漆后：時(shí)間：14：00電感平均值：391.99uh Q平均值：0.7071
3 高溫65度：時(shí)間：15：30電感平均值：393.21uh Q平均值：0.7024
4 復(fù)測(cè)：時(shí)間：16：40電感平均值：392.64uh Q平均值：0.7067
總結(jié)：
浸漆后H值上升2.8% Q值下降0.99%
在高溫下H值繼續(xù)上升0.3% Q下降0.66%
復(fù)測(cè)穩(wěn)定性為：H值繼續(xù)上升0.02% Q下降0.05%
磁性材料的基本特性
1. 磁性材料的磁化曲線
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(yīng)的磁化強(qiáng)度M 或磁感應(yīng)強(qiáng)度B，它們隨磁場(chǎng)強(qiáng)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(gè)特點(diǎn)：磁飽和現(xiàn)象及磁滯現(xiàn)象。即當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H足夠大時(shí)，磁化強(qiáng)度M達(dá)到一個(gè)確定的飽和值Ms，繼續(xù)增大H，Ms保持不變；以及當(dāng)材料的M值達(dá)到飽和后，外磁場(chǎng)H降低為零時(shí)，M并不恢復(fù)為零，而是沿MsMr曲線變化。材料的工作狀態(tài)相當(dāng)于M～H曲線或B～H曲線上的某一點(diǎn)，該點(diǎn)常稱為工作點(diǎn)。
2. 軟磁材料的常用磁性能參數(shù)
飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs：其大小取決于材料的成分，它所對(duì)應(yīng)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(yīng)強(qiáng)度Br：是磁滯回線上的特征參數(shù)，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(yīng)力等）。
磁導(dǎo)率μ：是磁滯回線上任何點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的B與H的比值，與器件工作狀態(tài)密切相關(guān)。
初始磁導(dǎo)率μi、最大磁導(dǎo)率μm、微分磁導(dǎo)率μd、振幅磁導(dǎo)率μa、有效磁導(dǎo)率μe、脈沖磁導(dǎo)率μp。
居里溫度Tc：鐵磁物質(zhì)的磁化強(qiáng)度隨溫度升高而下降，達(dá)到某一溫度時(shí)，自發(fā)磁化消失，轉(zhuǎn)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。
損耗P：磁滯損耗Ph及渦流損耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ 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(guān)系為： 總功率耗散（mW）/表面積（cm2）
3. 軟磁材料的磁性參數(shù)與器件的電氣參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換
在設(shè)計(jì)軟磁器件時(shí)，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(guān)。設(shè)計(jì)者必須熟悉材料的磁化過程并拿握材料的磁性參數(shù)與器件電氣參數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。設(shè)計(jì)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(jù)磁性參數(shù)要求，模擬磁芯的工作狀態(tài)得到相應(yīng)的電氣參數(shù)。
磁性材料是一種重要的電子材料。早期的磁性材料主要采用金屬及合金系統(tǒng)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，在電力工業(yè)、電訊工程及高頻無線電技術(shù)等方面，迫切要求提供一種具有很高電阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁鐵礦及其他具有磁性的氧化物的基礎(chǔ)上，研制出了一種新型磁性材料——鐵氧體。鐵氧體屬于氧化物系統(tǒng)的磁性材料，是以氧化鐵和其他鐵族元素或稀土元素氧化物為主要成分的復(fù)合氧化物，可用于制造能量轉(zhuǎn)換、傳輸和信息存儲(chǔ)的各種功能器件。
鐵氧體磁性材料按其晶體結(jié)構(gòu)可分為：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型（R3Fe5O12）；磁鉛石型（MFe12O19）；鈣鈦礦型（MFeO3）。其中M指離子半徑與Fe2＋相近的二價(jià)金屬離子，R為稀土元素。按鐵氧體的用途不同，又可分為軟磁、硬磁、矩磁和壓磁等幾類。
軟磁材料是指在較弱的磁場(chǎng)下，易磁化也易退磁的一種鐵氧體材料。有實(shí)用價(jià)值的軟磁鐵氧體主要是錳鋅鐵氧體Mn－ZnFe2O4和鎳鋅鐵氧體Ni－ZnFeO4。軟磁鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)一般都是立方晶系尖晶石型，這是目前各種鐵氧體中用途較廣，數(shù)量較大，品種較多，產(chǎn)值較高的一種材料。主要用作各種電感元件，如濾波器、變壓器及天線的磁性和磁帶錄音、錄像的磁頭。
硬磁材料是指磁化后不易退磁而能長期保留磁性的一種鐵氧體材料，也稱為永磁材料或恒磁材料。硬磁鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)大致是六角晶系磁鉛石型，其典型代表是鋇鐵氧體BaFe12O19。這種材料性能較好，成本較低，不僅可用作電訊器件如錄音器、電話機(jī)及各種儀表的磁鐵，而已在醫(yī)學(xué)、生物和印刷顯示等方面也得到了應(yīng)用。
鎂錳鐵氧體Mg－MnFe3O4，鎳鋼鐵氧體Ni－CuFe2O4及稀土石榴型鐵氧體3Me2O3•5Fe2O3（Me為三價(jià)稀土金屬離子，如Y3＋、Sm3＋、Gd3＋等）是主要的旋磁鐵氧體材料。磁性材料的旋磁性是指在兩個(gè)互相垂直的直流磁場(chǎng)和電磁波磁場(chǎng)的作用下，電磁波在材料內(nèi)部按一定方向的傳播過程中，其偏振面會(huì)不斷繞傳播方向旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。旋磁現(xiàn)象實(shí)際應(yīng)用在微波波段，因此，旋磁鐵氧體材料也稱為微波鐵氧體。主要用于雷達(dá)、通訊、導(dǎo)航、遙測(cè)、遙控等電子設(shè)備中。
重要的矩磁材料有錳鋅鐵氧體和溫度特性穩(wěn)定的Li－Ni－Zn鐵氧體、Li－Mn－Zn鐵氧體。矩磁材料具有辨別物理狀態(tài)的特性，如電子計(jì)算機(jī)的“1”和“0”兩種狀態(tài)，各種開關(guān)和控制系統(tǒng)的“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)及邏輯系統(tǒng)的“是”和“否”兩種狀態(tài)等。幾乎所有的電子計(jì)算機(jī)都使用矩磁鐵氧體組成高速存貯器。另一種新近發(fā)展的磁性材料是磁泡材料。這是因?yàn)槟承┦袷痛判圆牧系谋∧ぴ诖艌?chǎng)加到一定大小時(shí)，磁疇會(huì)形成圓柱狀的泡疇，貌似浮在水面上的水泡，泡的“有”和“無”可用來表示信息的“1”和“0”兩種狀態(tài)。由電路和磁場(chǎng)來控制磁泡的產(chǎn)生、消失、傳輸、分裂以及磁泡間的相互作用，即可實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)記錄和邏輯運(yùn)算等功能，在電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等科學(xué)技術(shù)中有著重要的應(yīng)用。
壓磁材料是指磁化時(shí)能在磁場(chǎng)方向作機(jī)械伸長或縮短的鐵氧體材料。目前應(yīng)用最多的是鎳鋅鐵氧體，鎳銅鐵氧體和鎳鎂鐵氧體等。壓磁材料主要用于電磁能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的超聲器件、磁聲器件及電訊器件、電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制器件等。
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