軟磁鐵氧體是以Fe2O3為主成分的亞鐵磁性氧化物,采用粉末冶金方法生產。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等幾類,其中Mn-Zn鐵氧體的產量和用量相對更大,Mn-Zn鐵氧體的電阻率低,為1~10歐姆/米,一般在100kHZ以下的頻率使用。Cu-Zn、Ni-Zn鐵氧體的電阻率為102~104歐姆/米,在100kHz~10兆赫的無線電頻段的損耗小,多用在無線電用天線線圈、無線電中頻變壓器。磁芯形狀種類豐富,有E、I、U、EC、ETD形、方形(RM、EP、PQ)、罐形(PC、RS、DS)及圓形等。在應用上很方便。由于軟磁鐵氧體不使用鎳等稀缺材料也能得到高磁導率,粉末冶金方法又適宜于大批量生產,因此成本低,又因為是燒結物硬度大、對應力不敏感,在應用上很方便。而且磁導率隨頻率的變化特性穩定,在150kHz以下基本保持不變。隨著軟磁鐵氧體的出現,磁粉芯的生產很大程度減少了,很多原來使用磁粉芯的地方均被軟磁鐵氧體所代替。國內外鐵氧體的生產廠家很多,在此只以美國的Magnetics公司生產的Mn-Zn鐵氧體為例介紹其應用狀況。分為三類基本材料:電信用基本材料、寬帶及EMI材料、功率型材料。電信用鐵氧體的磁導率從750~2300,具有低損耗因子、***因素Q、穩定的磁導率隨溫度/時間關系。目前鐵氧體的種類已發展到許多種,其磁性與晶體結構有密切的聯系,故一般按晶體結構進行分類和討論。天津瓦型鐵氧體電機
從我們電機的角度可以看出鐵氧體材料可以很好的解決了永磁電機現在的應用困境(高溫退磁+成本較高)。目前國內白色家電應用的電機中已經有部分已經在批量生產鐵氧體的電機,采取的是應用大量的鐵氧體材料來彌補性能不足策略。而在高性能需求的行業鐵氧體電機仍在探索和小批量應用階段,未能大量普及的原因在于一些關鍵技術尚未突破。相比于稀土永磁同步電機,鐵氧體永磁同步電機具有高抗退磁(高溫)以及低成本的優勢,但是剩磁密度較小使得電機氣隙磁密偏低,進而產生永磁轉矩不足等問題。因此怎么解決轉矩密度低的同時又能節省大量的成本成為了必須要面對的關鍵問題。有兩種路線來解決上述問題。一種是通過內置式永磁體或切向的磁通等方式來獲得有較大的氣隙磁密。因為這種轉子磁路結構下電機每一極的磁通由相鄰兩個永磁體并聯提供,這樣電機的每極磁通會增大。很好的彌補了鐵氧體材料剩磁密度小的缺點,在電機歸類上屬于IPM電機。福建強力鐵氧體工藝鐵氧體始于20世紀50年代,并且因為較為經濟,磁性能好以及環境穩定性好等優點被廣泛應用。
碾碎后的材料結構特性:在經過磁片貼合包邊碾碎后的鐵氧體復合材料已經為卷材復合材料,其之前的材料結構特性已經隨著多種材料的復合后而改變,到經過碾碎后的鐵氧體復合材料其主要特點為:組成部分:碾碎后均勻分布在單雙面膠之間的鐵氧體碎片上下兩層分別為單面膠和雙面膠,表層分別為保護膜和離型膜材料組成的五層結構的鐵氧體復合材料。材料結構:5層結構的復合材料,其結構由上到下依次為:離型膜、雙面膠、鐵氧體碎片、單面膠、保護膜5層。材料特性:由于為鐵氧體材料夾層的原因,其材料為具備一定厚度的鐵氧體復合材料,四周薄,中間厚,具備一定的硬度,表面側光能夠看到鐵氧體碾碎的碎裂紋路。材料由于鐵氧體等間距的復合,材料厚薄呈現規律性變化,因為單雙面膠為黑膠帶,該材料的定位沖切需要進行電磁感應追位沖切。包裝方式:單雙面膠包裹的復合材料,卷材形式包裝。出貨方式:卷材出貨。加工要求:進行定位切片和模切。前道工藝:材料抓取、復合、碾碎。后道工藝:定位、指定形狀的沖切、SMT貼片。加工難點:定位模切,如何有效精確的追位沖切。沖切無毛刺、無掉片的現象產生。
鐵氧體對紋波和噪聲減少:如果電路板走線的阻抗不足以作為阻性元件構成低通濾波器,可用一個小鐵氧體磁珠來增加阻抗,改善對噪聲的控制。使用鐵氧體磁珠可以把輸入紋波衰減近似為鋸齒波,并可把它降低為基頻成分。利用鐵氧體磁珠的直流阻抗(Rb)和濾波電容(Cf)可以確定轉折頻率和在相應開關頻率下的紋波衰減。高頻噪聲的衰減要求測試在輸入高頻噪聲的共振頻率下鐵氧體磁珠的阻抗。通常高頻噪聲出現在約400MHz時,而圖7中在400MHz下鐵氧體磁珠的阻抗約140Ω。從圖4可知,濾波電容器在400MHz時相應的阻抗約為1Ω并且呈感性。這樣,利用該網絡就可以大概計算出在400MHz時的衰減鐵氧體磁珠有一個很小的直流阻抗,使它通過直流電流對系統的效率有很小的影響。它還在變換器出現高頻噪聲的頻帶內擁有很大的阻抗。從曲線中可以看出,頻率在200MHz以上時阻抗大于100Ω。在應用了鐵氧體磁珠的例子中,有500mA的額定電流和Ω的直流阻抗,這就使附加器件的損耗可以降到比較低。當降壓型變換器與其它電路擁有共同的輸入電壓時,降壓型變換器的輸入噪聲完全可以干擾其它裝置。簡單濾波方式可以用來降低輸入噪聲,改善電路的特性。在大多數情況下,共同輸入電壓的電路用陶瓷電容器就可以了。鐵氧體的相對磁導率可高達幾千,電阻率是金屬的1011倍,渦流損耗小,適合于制作高頻電磁器件。
鐵氧體磁芯是主要由鐵(Fe),錳(Mn),和鋅(Zn)3種金屬元素組成,通常被稱為錳鋅鐵氧體。環形鐵氧體磁芯由于沒有氣隙,且截面積一致,因此磁效應很高。鐵氧體磁環有非常多的規格尺寸,根據磁環的材質的不同,可供選擇,而且可以使用不同的涂層簡化繞制并提高擊穿電壓。鐵氧體磁芯是由致密勻質的陶瓷結構非金屬磁性材料制成,有低矯頑力,亦稱為軟磁鐵氧體。它由氧化鐵(Fe2O3)和一種或幾種其他金屬(例如錳,鋅,鎳,鎂)的氧化物或碳酸鹽化合物組成。鐵氧體原料通過壓制,后經1300度C高溫燒結,然后通過機器加工制成滿足應用需求的成品磁芯,相比于其他類型的磁性材料,鐵氧體的優點是磁導率很高,并且在廣闊的頻率范圍內具有高電阻和渦流損耗小等優勢。這些材料特性使得鐵氧體成為制造高頻變壓器,寬帶變壓器,可調電感器和其他從10kHz到50MHz的高頻電路等應用的理想材料。鐵氧體是一種非金屬磁性材料,又叫鐵淦氧。浙江電機鐵氧體尺寸
鐵氧體分軟磁鐵氧體和永磁鐵氧體。天津瓦型鐵氧體電機
鐵氧體永磁材料又稱硬磁鐵氧體,這種材料具有很高的矯頑力,磁化后不易退磁。永磁鐵氧體的制備原料主要是氧化鍶或氧化鋇及三氧化二鐵(在一些特定高牌號中會加入其它的化學成分,例如鈷(Co)和鑭(La)等,以改善其磁性能)。永磁鐵氧體一般為磁鉛石結構,主要用于揚聲器、耳機、電機及各種儀表等。按照生產工藝的不同,永磁鐵氧體分為燒結和粘結兩種,其中燒結又分為干壓型和濕壓型,粘結分為擠出成型、壓制成型和注塑成型。根據成型時是否加外磁場可分為各向同性永磁體和各向異性永磁體。各向同性燒結鐵氧體永磁材料的磁性能較弱,但可在磁體的不同方向充磁;各向異性鐵氧體永磁材料擁有較強的磁性能,但只能沿著磁體的預定充磁方向充磁。由粘結鐵氧體料粉與合成橡膠復合而成的具有柔軟性、彈性及可扭曲的磁體又被稱為橡膠磁。永磁鐵氧體在性能上具有高矯頑力和低剩磁的特點。永磁鐵氧體矯頑力較大,抗退磁能力較強,適宜在溫度變化大的動態磁路環境中工作。永磁鐵氧體材質硬且脆,可以用金剛砂工具進行切割加工。主要原材料是氧化物,故不易腐蝕,一般不需要鍍層。工作溫度:-40℃至+300℃。天津瓦型鐵氧體電機
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