按照物質(zhì)在外磁場(chǎng)中表現(xiàn)出來磁性的強(qiáng)弱,將其分為抗磁性物質(zhì)、順磁性物質(zhì)、鐵磁性物質(zhì)、反鐵磁性物質(zhì)和亞鐵磁性物質(zhì)。大多數(shù)材料是抗磁性和順磁性的,對(duì)外磁場(chǎng)反應(yīng)較弱;鐵磁性物質(zhì)和亞鐵磁性物質(zhì)是強(qiáng)磁性物質(zhì),通常所說磁性材料是指強(qiáng)磁性材料。
(1)鐵磁性材料
鐵磁性材料是指在外磁場(chǎng)作用下,具有明顯磁化強(qiáng)度和磁化方向的材料。鐵磁性材料包括鐵、鈷、鎳等金屬,以及鐵氧體、釹鐵硼等人工合成材料,鐵磁性材料的磁性強(qiáng)、穩(wěn)定性好,但易磁化和磁滯損耗大。
(2) 抗磁性材料
抗磁性材料是指在外磁場(chǎng)作用下,不具有明顯磁化強(qiáng)度和磁化方向的材料。抗磁性材料包括銅、銀、金等金屬,以及鋁、鐵、鎂等合金,抗磁性材料的磁性弱、穩(wěn)定性好,但不易磁化。
(3)順磁性材料
順磁性材料是指在外磁場(chǎng)作用下,具有明顯磁化強(qiáng)度和磁化方向的材料,順磁性材料包括鐵、鎳、鉻等金屬,以及氧化鐵、氧化鉻等人工合成材料,順磁性材料的磁性強(qiáng)、但穩(wěn)定性差,易受溫度和磁場(chǎng)的影響
按照磁性能可分為軟磁材料、硬磁材料和矩磁性材料。
(1)硬磁材料
硬磁材料又稱永磁材料,是指外磁場(chǎng)磁化后,去掉外磁場(chǎng)后仍能保持著較強(qiáng)的剩磁的材料。其矯頑力強(qiáng)、剩余磁化強(qiáng)度高、磁積能大、磁滯回線較寬,剩余磁通密度高、穩(wěn)定性高。 硬磁材料主要包括稀土硬磁材料、金屬硬磁材料、鐵氧體硬磁材料,目前應(yīng)用比較廣泛的是釹鐵硼強(qiáng)磁和鐵氧體磁鐵。釹鐵硼磁性材料是釹、氧化鐵等的合金,又稱磁鋼,是稀土永磁材料發(fā)展的最新結(jié)果,釹鐵硼具有極高的磁能積,矯頑力和高能量密度。鐵氧體磁鐵采用粉末冶金方法生產(chǎn)、剩磁較低、回復(fù)磁導(dǎo)率小。矯頑力大,抗去磁能力較強(qiáng)。
(2)軟磁材料
軟磁材料主要功能是導(dǎo)磁、電磁能量的轉(zhuǎn)換與傳輸,要求有較高的磁導(dǎo)率、較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁滯回線較窄、磁損耗小。與硬磁材料相比,其矯頑力較小,磁滯回線較窄。軟磁材料主要包括純鐵和碳鋼、鎳-鐵合金、磁性陶瓷材料、非晶態(tài)合金,納米晶軟磁材料,目前應(yīng)用比較廣泛的是磁粉芯、非繞鐵芯。其中磁粉芯包括鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、高磁通量粉芯、坡莫合金粉芯、鐵氧體磁芯;帶繞鐵芯主要包括硅鋼片、坡莫合金、非晶及納米晶合金。
磁粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介質(zhì)混合壓制而成的一種軟磁材料。由于鐵磁性顆粒很小,又被非磁性電絕緣膜物質(zhì)隔開,一方面可以隔絕渦流,材料適用于較高頻率;另一方面由于顆粒之間的間隙效應(yīng),導(dǎo)致材料具有低導(dǎo)磁率及恒導(dǎo)磁特性,又由于顆粒尺寸小,基本上不發(fā)生集膚效應(yīng),磁導(dǎo)率隨頻率的變化也就較為穩(wěn)定。磁粉芯的磁電性能主要取決于粉粒材料的導(dǎo)磁率、粉粒的大小和形狀、填充系數(shù)、絕緣介質(zhì)的含量、成型壓力、熱處理工藝等。常用磁粉芯有鐵粉芯、坡莫合金粉、鐵硅鋁粉芯三種。
(1)鐵粉芯
常用鐵粉芯是由碳基鐵磁粉及樹脂碳基鐵磁粉構(gòu)成,在粉芯中價(jià)格最低。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值在 1.4T 左右,磁導(dǎo)率范圍從 22-100;初始磁導(dǎo)率隨頻率的變化穩(wěn)定性較好;直流疊加性能好;但高頻下?lián)p耗大。
(2)坡莫合金粉芯
坡莫合金粉芯主要有鋁坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯。MPP 的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值在 7500GS 左右;磁導(dǎo)率范圍 14-550,在粉末磁芯中具有最低的損耗,溫度穩(wěn)定性**。高磁通粉芯的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值在 15000GS 左右;磁導(dǎo)率范圍 14-160,在粉末磁芯中具有最高的磁感應(yīng)強(qiáng)度,最高的直流偏壓能力,磁芯體積小。
(3)鐵硅鋁粉芯
鐵硅鋁粉芯主要是替代鐵粉芯,損耗比鐵粉芯低 80%,可以在 8KHz 以上頻率下使用,飽和磁感在 1.05T 左右,磁導(dǎo)率范圍 26-125,磁致伸縮系數(shù)接近零,在不同的頻率下工作時(shí)無噪聲產(chǎn)生;比 MPP 有更高的 DC 偏壓能力,具有**的性價(jià)比。