軟磁鐵氧體所用的原料主要有:四氧化三鐵、氧化鎂、氧化鐵、氧化亞鎳等,其中用量比較大的是氧化鐵,其用量約占原材料總量的70%左右,因而氧化鐵的質量和價格對鐵氧體產品的性能和經濟指標的影響很大。在一定條件下,氧化鐵的供應狀況甚至可以成為鐵氧體材料發展的制約因素。目前國內的氧化鐵主要是鋼鐵企業的副產品,產量較高,但整體質量不佳,性能要求的高純氧化鐵主要依賴于進口。2012年國家對鋼鐵行業的限產后,給國內氧化鐵的供應造成更大的困難。企業往往通過預備庫存來應該原料供應不足的情況。今近年來,磁性材料輔料價格也在持續上漲。比如碳酸鍶,2018年初價格約為3000元/噸,到年中漲至近1萬元/噸,漲幅較;四氧化三錳,2017年的價格低于1萬/噸,2018年已漲至1萬多元/噸,而且上升趨勢還在持續。鐵氧體可分為:軟磁、永磁、旋磁、矩磁、壓磁等五種類型。浙江電機鐵氧體電機
隨著數碼產品的不斷更新發展,關于鐵氧體磁性屏蔽材料的需求量日趨增加。鐵氧體是一種具有鐵磁性的金屬氧化物。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。鐵氧體的磁性能還表現在高頻時具有較高的磁導率。因而,鐵氧體已成為高頻弱電領域用途大體上的非金屬磁性材料。由于鐵氧體單位體積中儲存的磁能較低,飽合磁化強度也較低(通常只有純鐵的1/3~1/5),因而限制了它在要求較高磁能密度的低頻強電和大功率領域的應用。鐵氧體的磁性能不高,目前磁能積只能做到4MGOe稍微高一些(大概釹鐵硼的十分之一)。這種材料有個比較大的優點,就是價格低廉。一方面原材料豐富,無稀土材料價格較低,另外一方面加工成本也較低,加工性能也與陶瓷類似,鐵氧體磁鐵都是模具成形,燒結出來的。若需加工,也只有進行簡單的切割磨削,成品不需要進行電鍍等表面處理或者涂裝。很多廠家會有現成的常規形狀和尺寸的圓環,方塊等標準產品可供選擇,這進一步降低了成本。天津高性能鐵氧體磁鐵鐵氧體分軟磁鐵氧體和永磁鐵氧體。
鐵氧體(ferrites)鐵氧體是一種非金屬磁性材料,又叫鐵淦氧。它是由三氧化二鐵和一種或幾種其他金屬氧化物(例如:氧化鎳、氧化鋅、氧化錳、氧化鋇、氧化鍶等)配制燒結而成。它的相對磁導率可高達幾千,電阻率是金屬的1011渦流損耗小,適合于制作高頻電磁器件。鐵氧體有硬磁、軟旋磁和壓磁五類。舊稱鐵淦氧磁物或鐵淦氧,其生產過程和外觀類似陶瓷,因而也稱為磁性瓷。鐵氧體是鐵和其他一種或多種適當的金屬元素的復合氧化物。性質屬于半導體,通常作為磁性介質應用,鐵氧體磁性材料與金屬或合金磁性材料之間重要的區別在于導電性。通常前者的電阻率為102~108Ω·cm,而后者只有10-6~10-4Ω·cm。
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。鐵氧體也適用于制作儀器、儀表、微電機、電聲、 器件、復印機、磁傳動裝置等。
燒結前的材料結構特性:鐵氧體材料在燒結前,其主要是以粉末的形式和特殊粘合劑進行充分的攪拌后,高壓碾壓壓延出來的磁片貼片材料。這期間鐵氧體生片的材料結構特性主要有以下幾點:組成部分:由四氧化三鐵和特殊粘合劑攪拌后壓延出的氧化物鐵皮;材料結構:一般為比較薄的一層氧化物鐵皮,由PET離型膜進行壓合承載,共計兩層結構材料,但在進行高溫燒結時,需要將離型膜剝離。材料特性:中度易碎,受力時會存在一定程度上的破裂、掉渣等現象產生。可進行手工抓取,抓取時破裂不黏連。一般以卷材的形式出現,但進爐燒結前會加工成片材的形式剝離離型膜進爐燒結。卷材放料時,無法承載較大的張力和碾壓力。包裝方式:利用保護膜或PET離型膜進行包裹、托底運輸,成品前剝離保護膜或離型膜。出貨方式:必須為片材出貨、每片單獨盛放。加工要求:切片或按指定的形狀進行沖切成型。前道工藝:攪拌、高壓壓合(行業俗稱:壓延)后道工藝:進高爐通過1800攝氏度高溫燒結。加工難點:卷材無法承受張力使用,在加工中避免材料破裂。在沖切過程中容易出現掉渣、毛刺等現象,如何避免。加工過程中需要剝離托底料,如何有效剝離而使原材不破裂。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。湖南磁鐵鐵氧體工藝
鐵氧體磁鐵是一種具有鐵磁性的金屬氧化物。浙江電機鐵氧體電機
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。浙江電機鐵氧體電機
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