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软磁合金（具有高磁导率及低矫顽力的合金）

次浏览 | 更新时间：2023-05-20

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软磁合金

具有高磁导率及低矫顽力的合金

软磁合金是在弱磁场中具有高的磁导率及低的矫顽力的一类合金，其生产和应用已有百余年历史。这类合金广泛应用于无线电电子工业、精密仪器仪表、遥控及自动控制系统中，主要用于能量转换和信息处理两大方面，是国民经济中的一种重要材料。

软磁合金在外磁场作用下容易磁化，去除外磁场后磁感应强度（磁感）又基本消失。

基本信息

外文名	soft magnetic alloy
特点	矫顽力低，磁导率高
标准	矫顽力Hc<1kA/m
学科	材料科学

简史

磁滞回线面积小且窄，矫顽力（Hc）一般低于10 Oe（见精密合金）。19世纪末用低碳钢板制造电机和变压器铁芯。1900年磁性更高的硅钢片很快取代了低碳钢，用来制造电力工业的产品。

1917年出现了Ni－Fe合金以适应当时电话系统的需要。后来又出现了具有不同磁特性的Fe－Co合金(1929)、Fe-Si-Al合金(1936)和Fe－Al合金(1950)以满足特殊用途。中国于1953年开始生产热轧硅钢片。50年代末开始研究Ni-Fe和Fe-Co等软磁合金，60年代陆续开始生产一些主要的软磁合金。70年代开始生产冷轧硅钢带。

软磁合金的主要磁特性是：①矫顽力(Hc)和磁滞损耗(Wh)低；②电阻率(ρ)较高，涡流损耗(We)低;③起始磁导率(μ0)和最大磁导率(μm)高；某些合金在低磁场范围内磁导率(B/H)保持恒定；④饱和磁感(Bs)高；⑤某些合金磁滞回线呈矩形，矩形比即剩磁/最大磁感(Br/Bm)高。这些磁性能同合金的结构状态和成分密切相关。合金中的碳、硫、氮和氧等杂质对磁性特别有害，因为它们使晶格畸变，难以磁化，碳和氮还会引起磁时效现象。软磁合金一般要求成品晶粒尺寸大，以便降低Hc和Wh值(图1)。一般铁磁性金属的磁性随晶轴方向不同而异(图2),如铁的<100>方向易于磁化,<111>方向难于磁化。因此控制晶粒取向可以在材料的特定方向获得更好的磁性能。铁的电阻率(ρ)低，添加某些合金元素可以提高ρ 值，加硅和铝的效果最为明显（图3）。在铁中加入任何合金元素（除钴外）,都会使它的饱和磁感Bs降低（图4）。

软磁合金

软磁合金主要种类可分为低碳电工钢和阿姆科铁、硅钢片、镍铁软磁合金、铁钴软磁合金、铁硅铝软磁合金等，在电力工业方面，主要采用在较高磁场下具有高磁感和低铁芯损耗的合金。在电子工业方面，主要采用在低或中等磁场下具有高磁导率和低矫顽力的合金。在高频下则须采用薄的带材或更高电阻率的合金。一般都用板材或带材。

参考书目

R. M. Bozorth, Ferromagnetism, Nostrand, Prin-ceton,New Jersey,1951.

Magnetically Soft Materials in Metals Hand-book,Vol.3,pp.597～614, 9th.ed., ASM,Metals Park,Ohio,1980.

G.Y.Chin & J.H. Wernick, Soft Magnetic Metal-lic Materials in Ferromagnetic, Materials,Vol.2.pp.57～188,North-Holland,Amsterdam,1980.

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