铁粉芯

金属磁粉芯

铁粉芯是一种金属磁粉芯，其成分是铁粉和绝缘介质，主要应用于电器回路中解决电磁兼容性（EMC）问题。实际应用时，根据不同波段下对滤波要求不同会添加各种不同的其他物质。

内容介绍

铁粉芯是比较常见的一种软磁材料，也是目前市场价格比较低的材料之一。这种材料由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成，由于价格低廉，铁粉芯至今仍然是用量最大的磁粉芯，磁导率为10~100之间。

概述

电磁兼容是指电器回路中由于各种不同原因产生的杂波，这些杂波不仅对电器回路的正常运转有妨害，而且其辐射对人体有一定害处。所以各国（尤其是欧盟）对此有各种规定，即电磁兼容性（EMC）。

特性

电线上面的杂波主要通过磁环来解决其电磁兼容性问题。当一定波段的杂波通过磁环时，磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从而被消耗掉。来达到降低杂波的目的。

磁环的材料比较多的是铁粉芯（价格低廉，应用广泛），高级的还有稀土材料等。

技术改进

绝缘

在由混合和干燥组成的绝缘处理工艺中，为使铁粉完全绝缘，需注意以下二点：

第一是选定最佳的界面活性剂，绝缘处理首先在铁粉中添加水溶性的绝缘处理液，用专用混合机混合。此时，在绝缘处理液中因所添加的界面活性剂的种类不同可以发现固有电阻的差异。选择具有最低接触角度的界面活性剂，能得到最高的固有电阻，这一点从实验中已得到充分验证。

第二是在溶液中添加防锈剂，不添加防锈剂的时候，密度、固有电阻值均显示最低值。当防锈剂添加量为某一数值时，固有电阻最大，密度也变大。以上的实验结果说明，选择最佳界面活性剂和添加防锈剂，对在压粉磁芯表面形成均匀绝缘膜层是有效的。

温度

使用的金属粉末具有和电磁钢板相同的成分，具有良好的温度稳定性，且环氧树脂也是具有优良稳定性的材料。对制备的复合材料在155℃的空气中，进行过1000小时的试验，没发现材料特性的退化。

噪声

由于磁性复合材料在其结构上机械阻尼大，因而铁芯噪声小，使用环状铁氧体铁芯的电抗器和具有同一尺寸形状以及电感量的磁性复合材料电抗器进行噪声特性比较时，对500Hz～20KHz的正弦波电压，用磁性复合材料的电抗器的噪声大约降低10db。

长期以来，电力电子器件中使用的磁性材料一直是电工钢材料，在商用频率范围，这种材料具有优良的磁特性，但随着频率的升高，其特性急剧地变差，而铁氧体材料与之相反，其高频特性优良，但由于饱和磁通密度低，无法作为大功率器件使用。压粉磁芯材料具有优良的高频特性和高的磁通密度，能广泛应用于电工钢、铁氧体无法应用的领域。这种材料由模具成型，能制成各种复杂的形状，并且有可加工性等特点。作为一种在电力电子，抗EMI领域中有广泛应用的新材料应该引起重视。

铁硅铝磁粉芯与高性能铁粉芯

早期的磁粉芯是由铁硅铝合金磁粉压制而成的“粘结”金属软磁磁芯。人们常将这种铁硅铝磁粉芯称作“铁粉芯”。它的典型制备工艺为：用Fe-Si-Al 合金磁粉(市售的成分为Fe∶Si∶Al=84%∶10%∶6%)经过球磨扁平化处理并用化学方法进行绝缘层包覆，然后添加15wt%左右的粘结剂，混合均匀后模压固化，最后经热处理(消除应力)而制成产品。这种传统的“铁粉芯”产品，主要工作于20kHz∼200kHz。由于它们有比在同频段工作的铁氧体高得多的饱和磁通密度、直流叠加特性好、磁致伸缩系数接近于零、工作时无噪声、频率稳定性好、性能价格比高等优点，在高频电子变压器等电子元件中得到了广泛应用。它们的缺点是非磁性填充物不仅产生磁稀释，也使得磁通通路不连续，局部退磁场导致了磁导率的降低。所以，主要用在对Bm要求很高而对磁导率要求不很严格的工作场合。

最近开发的高性能铁粉芯与传统的铁硅铝磁粉芯不同，所使用的原料不是合金磁粉而是包覆了绝缘层的纯铁粉，粘结剂用量非常少，所以磁通密度得到大幅度提高。它们工作在低于5kHz 的中低频段，一般为几百赫兹，即比铁硅铝磁粉芯的工作频率低了很多。目标市场是以其低损耗、高效率并便于进行三维设计等优点，来取代用于电机的硅钢片。

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