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新软磁材料大揭秘之软磁复合材料

日期: 2015-10-12
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【大比特导读】在电子变压器设计的当中,新型软磁材料的应用为设计者们提供了新的思路。设计者们运用这种新的材料,能够为电子变压器的使用和效能提供新的可能性,小编在之前的文章中曾经为大家介绍过一些软磁材料,在本篇文章当中,小编将为大家介绍软磁复合材料。


    在电子变压器设计的当中,新型软磁材料的应用为设计者们提供了新的思路。设计者们运用这种新的材料,能够为电子变压器的使用和效能提供新的可能性,小编在之前的文章中曾经为大家介绍过一些软磁材料,在本篇文章当中,小编将为大家介绍软磁复合材料。


    通过之前文章的介绍,相信大家已经对磁粉芯拥有了较为全面的认识。磁粉芯属于软磁复合材料。软磁复合材料是将磁性微粒均匀分散在非磁性物中形成的。与传统的金属软磁合金和铁氧体材料相比,它有很多独特的优点:磁性金属粒子分散在非导体物件中,可以减少高频涡流损耗,提高应用频率;既可以采取热压法加工成粉芯,也可以利用现在的塑料工程技术,注塑制造成复杂形状的磁体;具有密度小,重量轻,生产效率高,成本低,产品重复性和一致性好等优点。缺点是由于磁性粒子之间被非磁性体分开,磁路隔断,磁导率现在一般在100以内。不过,采用纳米技术和其他措施,国外已有磁导率超过1000的报导,最大可达6000。


    不仅如此,软磁复合材料也并不稳定。这种材料容易受到外界的多种因素影响。如磁性粒子的成分,粒子的形状,尺寸,填充密度等。因此,根据工作频率可以进行调整。


    磁粉芯是软磁复合材料的典型例子。现在已在20kHz至100kHz甚至1MHz的电感器中取代了部分软磁铁氧体。例如铁硅铝磁粉芯,硅含量为8.8%,铝为5.76%,剩余全为铁。粒度为90~45μm、45~32μm和32~30μm。用硅树脂作粘接剂,1%左右硬脂酸作润滑剂,在2t/cm2压力下,制成13×8×5的环形磁芯,在氢气中用673°K,773°K,873°K退火,使磁导率达到100、300、600。在100kHz下损耗低,已经代替软磁铁氧体和MPP磁粉芯用于电感器中。


    已经有人对大功率电源的电感器用软磁复合材料——磁粉芯进行了开发研究。在20kHz以下,磁导率基本不变。在1.0T下,磁导率为100左右。50Hz~20kHz损耗小,可制成100kg重量以上的大型的磁芯,而且在20kHz下音频范围,噪声比环形铁氧体磁芯降低10dB。可以在大功率电源中代替硅钢和软磁铁氧体。


    有人用钴/二氧化硅(Co/SiO2)纳米复合软磁材料制作不同于薄膜的大尺寸磁芯。钴粒子平均尺寸为30μm,填充度40%至90%,经过搅拌后,退火形成Co/SiO2纳米复合粉,然后压制成环形磁芯。磁导率在300MHz以下,都可达到16。镍锌铁氧体的磁导率为12,而且在100MHz以后迅速下降。证明在高频和超高频下,软磁复合材料也可取代部分铁氧体市场。


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