磁性材料的和半导体功能材料.pptVIP

第四讲磁性材料与半导体材料简 介 41磁性材料 4.1.1磁性材料概述 具备强磁性的材料称为磁性材料。磁性材料具有能量 转换、存储或改变能量状态的功能,是重要的功能材 料。按矫顽力的大小可将磁性材料分为硬磁、半硬磁、 软磁材料三种磁性材料广运地应用于计算机通讯 生物与医疗等技术领域。  ★磁性材料的应用已涉及到工、农、医、现代科技、 国防相人类生活的各个领域。据统计1994年全球 磁性材料产量约650-750万吨。产值100亿美元 以上。全球每人每年消耗磁性材料价值2美元。全 球磁性材料需求量每年以0%—25%速度增长。 新型磁性材料、新技术和新工艺不断涌现。是最 活跃的材料领域之  4.12软磁材料 矫顽力低(Ha≤100A/m)、磁导率高的磁性材料 称为软磁材料。软磁材料的磁滞回线细长,磁导率高, 矫顽力低,铁芯损耗低,容易磁化,也容易去磁。它 主要应用于制造发电机和电动机的定子和转子;变压 器、电感器、电抗器、继电器和镇流器的铁芯;计算 机磁芯;磁记录的磁头与磁介质;磁屏蔽;电磁铁的」 铁芯、极头与极靴;磁踣的导磁体等。它是电机工程 无线电、通讯、计算机、家用电器和高新技术领域的 重要功能材料。  (续) 现有软磁材料若按磁特性可分为高磁感材料、高导 磁材料、高矩形比材料、恒导磁材料、温度补偿材料 等;若按材料的成分,可分为电工纯铁、Fe-Si合金、 NiFe合金、FeA1合金包括 Fe--SHA合金和 FeCo合金等;也可分为晶态、非晶态及纳米晶软 磁材料等。  (1)电工纯铁和低碳电工钢 电工纯铁和低碳电工钢是普遍应用的软磁材料。 主要应用于直流电机和电磁铁铁芯、极头、继电器 铁芯、永久磁路中导磁体和磁屏蔽、闫隙工作电机 和小型电机等。 作为磁性材料大量应用的纯铁是工业纯铁。由于 其电阻率低,故主要应用在直流磁化的场合。通常 工业纯铁要求其碳的质量分数小于0.020.04%, 而杂质的总质量分数可达0.2%0.5%不同牌号 的纯铁,其中杂质含量是不一样的。很纯的铁,不 易大量生产,价格很贵  a)电工纯铁 工业纯铁可以用作合金原料。也可用作软磁材 料。作为软磁材料应用时称为电工纯铁,是一种含铁 量95%以上的软钢。这时要求没有磁时效,为此应使 铁中含C及N量极低,因为它们是造成磁时效的根源。 在纯铁中加入少量A1及T,可和C、N形成化合物以 降低时效 获得高性能的电工纯铁,主要通过两种途径, 是去除杂质,二是控制晶粒取向。它在平炉中进行冾 炼时,用氧化渣除占碳、硅、锰等元素,再用还原渣 除去磷和硫,出钢时在钢包中加入脱氧剂而得。通过 仔细控制加工和热处理工艺,可以使磁性能得到极大⌒ 的改善。  我国工业生产的纯铁可分为3类,一类是合金原 料纯铁,有2个牌号,即DT1和DT2;另一类是电磁 铁用纯铁,有4个牌号.即DT3、DT4、DT5及DT6、 其中DT4DT6是无磁时效的牌号;再一类是电子管 用纯铁,即D和DT8。  b)铁铝合金 铁铝合金成本低,应用范围很广。含铝量在16%以 下时,便可以热轧成扳材或带材;含铝量在5-6%以 上时,合金冷轧较困难。 铁铝合金同其它金属软磁合金相比,具有如下特 点:(1)电阻率高:(2)高的硬度和耐磨性;(3)比重 小,可减轻铁芯自重;(4)对应力不敏感。一般软磁 合金对应力最为敏感,铁铝合金是例外:(5)时效, 材料使用时,随时间及环境温度的变化,磁性能发生 变化;(6温度稳定性,可采用低温退火后淬火处理, 也可以在50-150°C下保温10-20h人工时效来改 善其温度稳定性。  表6-2ASIM的电工硅钢片的应用和磁性能 Pax不同磁场選度中的磁感应强度/10+) 钢的牌号应用范围 片 (w. BI Bo B2.5 Bso B,o By 无硅的磁极钢 大型直流电机的磁极t5;3 600015400162017200182002060 磁极钢02%S 性能无|规定 电枢钢05%5小型电动机、电枢、0.352,35 磁极等 0.50.3.00 70011001540016400179002180 电工钢 中等功率的电动机 0.352.13 和发电机 750014050165001780200 动机钢~25%S 中等功率以上的电动机 H:44 和发电机,小型变压|035185 0.502,00 700140001520016200173009600 器,电抗器等 电机钢-325%8大型电动机和发电机0.51145 H=41小型和中型的变压器0.501.75 6001301480