软磁磁芯

工业产品

软磁磁芯是一种工业产品，主要由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成。这种材料具有高频下使用的细小铁磁性颗粒，并被非磁性电绝缘膜物质隔开，因此具有隔绝涡流、适用于较高频率、低导磁率及恒导磁特性等优点。磁粉芯的磁电性能受多种因素影响，如粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状等，主要用于高频电感。

产品特点

粉芯类特点如下：

磁粉芯

磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5～5微米)，又被非磁性电绝缘膜物质隔开，因此，一方面可以隔绝涡流，材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应，导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小，基本上不发生集肤现象，磁导率随频率的变化也就较为稳定。主要用于高频电感。磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。

常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。

磁芯的有效磁导率μe及电感的计算公式为：μe = DL/4N2S × 109

其中：D为磁芯平均直径(cm)，L为电感量(享)，N为绕线匝数，S为磁芯有效截面积(cm2)。

铁粉芯

常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。在粉芯中价格最低。饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22～100;初始磁导率μi随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高。

坡莫合金粉芯

坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux)。

MPP

是由81%Ni、2%Mo及Fe粉构成。主要特点是：饱和磁感应强度值在7500Gs左右;磁导率范围大，从14～550;在粉末磁芯中具有最低的损耗;温度稳定性极佳，广泛用于太空设备、露天设备等;磁致伸缩系数接近零，在不同的频率下工作时无噪声产生。主要应用于300kHz以下的高品质因素Q滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等，

在AC电路中常用，粉芯中价格最贵。

高磁通粉芯HF是由50%Ni、50%Fe粉构成。主要特点是：饱和磁感应强度值在15000Gs左右;磁导率范围从14～160;在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度，最高的直流偏压能力;磁芯体积小。主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因素校正电路等，在DC电路中常用，高DC偏压、高直流电和低交流电上用得多。价格低于MPP。

铁硅铝粉芯(Kool Mμ Cores)

铁硅铝粉芯由6%Al、9%Si、85%Fe粉构成。主要是替代铁粉芯，损耗比铁粉芯低80%，可在8kHz以上频率下使用;饱和磁感在1.05T左右;导磁率从26～125;磁致伸缩系数接近0，在不同的频率下工作时无噪声产生;比MPP有更高的DC偏压能力;具有最佳的性能价格比。主要应用于交流电感、输出电感、线路滤波器、功率因素校正电路等。有时也替代有气隙铁氧体作变压器铁芯使用。

常用磁性能参数

饱和磁感应强度bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。　剩余磁感应强度br：是磁滞回线上的特征参数，h回到0时的b值。　矩形比：br∕bs 　矫顽力hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。　磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的b与h的比值，与器件工作状态密切相关。　初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。　居里温度tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。　损耗p：磁滞损耗ph及涡流损耗pe p = ph + pe = af + bf2+ c pe ∝ f2 t2 / ，ρ 降低，　磁滞损耗ph的方法是降低矫顽力hc；降低涡流损耗pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为：　总功率耗散（mw）/表面积（cm2）

常用种类

铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。　按（主要成分、磁性特点、结构特点）制品形态分类：　(1) 粉芯类：磁粉芯，包括：铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯（high flux）、坡莫合金粉芯（mpp）、铁氧体磁芯　(2) 带绕铁芯：硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金

软磁材料的发展

到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料-非晶态软磁合金。

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