鐵氧體是20世紀40年代發(fā)展起來的一種新型的非金屬磁性材料。由于它的制備工藝和外觀很類似陶瓷品,因此有時被稱為磁性瓷。鐵氧體一般是指鐵族的和其他一種或多種適當?shù)慕饘僭氐膹秃涎趸铮瑢儆诎雽w,它是作為磁性介質而被利用。磁鐵礦,其主要成分是Fe3O4,是一種較為簡單的鐵氧體,也是人類較早應用的一種非金屬磁性材料。我國在三千多年前就發(fā)現(xiàn)了磁石的相互吸引和磁石吸鐵的磁現(xiàn)象。11世紀末,我國便發(fā)明了指南針并應用于航海事業(yè).軟磁鐵氧體具有高磁導率、高電阻率、低損耗、陶瓷耐磨等特點,大量用于各個領域,隨著電子技術的廣泛應用.北京鐵氧體尺寸
鐵氧體軟磁的后續(xù)應用領域主要包括以下七類:汽車及電動車領域、通訊領域、計算機OA設備領域、家電及消費電子領域、綠色照明、新能源及抗電磁干擾領域。當前中國磁性材料行業(yè)進入了一個優(yōu)化升級的調整時期,取而代之的是品質的提升。預計未來幾年中低端市場基本是自由競爭狀態(tài),而高階市場則會被有規(guī)模、有技術、有市場優(yōu)勢的少數(shù)企業(yè)所占有,使中國軟磁鐵氧體行業(yè)進入產(chǎn)業(yè)優(yōu)化調整時期。未來軟磁鐵氧體的增長,主要是受益于服務器、新能源汽車、太陽能光伏發(fā)電器、環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品、工業(yè)電源、汽車電子等市場的增長。加上無線充電發(fā)展的新趨勢,軟磁鐵氧體行業(yè)將會出現(xiàn)重大發(fā)展。山東燒結鐵氧體磁鋼鐵氧體分軟磁鐵氧體和永磁鐵氧體。
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(xiàn)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(jīng)有部分已經(jīng)在批量生產(chǎn)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(yè)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(yōu)勢,但是剩磁密度較小使得電機氣隙磁密偏低,進而產(chǎn)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(jié)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(lián)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。
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(huán)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(huán)有非常多的規(guī)格尺寸,根據(jù)磁環(huán)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(jīng)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(yōu)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(yōu)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。就電特性來說,鐵氧體的電阻率比金屬、合金磁性材料大得多,而且還有較高的介電性能。
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(chǎn)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(jù)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(tài)磁路環(huán)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℃。等向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。切割鐵氧體生產(chǎn)廠家
鐵氧體材料性能的好壞,雖然與原料、配方、成型和燒結等四個環(huán)節(jié)相關,也是鐵氧體工藝原理重點研究的問題。北京鐵氧體尺寸
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(chǎn)。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等幾類,其中Mn-Zn鐵氧體的產(chǎn)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(chǎn),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(wěn)定,在150kHz以下基本保持不變。隨著軟磁鐵氧體的出現(xiàn),磁粉芯的生產(chǎn)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(chǎn)廠家很多,在此只以美國的Magnetics公司生產(chǎn)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、高品質因素Q、穩(wěn)定的磁導率隨溫度/時間關系。北京鐵氧體尺寸
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