磁铁厂的磁性材料主要分类、特点及应用

磁性材料的主要分类、特点及应用

包装磁铁、磁性材料历史悠久，种类繁多，从不同的角度可以将其分为许多类。目前在技术上得到大量应用的磁性材料有两大类: 一类是由金属和合金所组成的金属磁性材料;另一类是由金属氧化物所组成的铁氧体磁性材料。这两类材料因为各有特点而拥有其广阔的应用领域，它们之间不能完全相互替代。

磁性材料按照形态可分为粉体材料、液体材料、块体材料、薄膜材料等，按照用途可分为铁芯材料 (如变压器、继电器) 、磁头材料(录音机) 、磁记录材料(磁带、磁盘) 、磁致伸缩材料 (传感器) 、磁屏蔽材料(通讯仪器、电器)按照磁性能可分为软磁材料、硬磁材料、矩磁材料、压磁材料、旋磁材料等。

磁性材料根据磁滞回线的不同，可分成三类: 软磁材料，其矫顽磁力较小磁滞回线较窄; 硬磁材料，其矫顽磁力较大，磁滞回线较宽; 矩磁材料其剩磁大而矫顽磁力小，磁滞回线为矩形

软磁材料

在较弱的磁场下易于磁化，也易于退磁的材料称为软磁材料。退磁是指在加磁场(或称为磁化场)使磁性材料磁化以后，再加上与磁化场方向相反的磁场使其磁性降低的磁场。

其特点包括: 磁导率大，在较弱的外磁场下就能获得高磁感应强度，并随外磁场的增强很快达到饱和; 顽磁力小，当外磁场去除时，其磁性立即基本消失; ) 磁滞回线呈细长条形。

常用的软磁材料有电工纯铁、硅钢片、铁钻合金、铁铝合金、镍铁合金、软磁铁氧体等。软磁材料在电子工业中主要用来导磁，可用作变压器、线圈、继电器等电子元件的导磁体。

1.电工纯铁

电工纯铁是一种含碳量低，wFe > 99.95% 的软钢。它是在转炉中进行治炼时用氧化渣除去碳、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。

早在 1886 年，世界上第一台变压器就是用铁片做成的，材料中有较多的杂质磁性能也较差，材料在使用一段时间以后，磁性能就恶化了。在以后的发展过程中，纯铁中的杂质含量得到了有效的控制，因而磁性能得到了很大的改善

电工纯铁具有高的饱和磁感应强度、高的磁导率、较小的矫顽磁力、良好的冷加工性能、易焊接、有一定的耐腐蚀性且成本低廉等优点，被广泛地用于直流应用中。主要用于制造电磁铁的铁芯和磁极，继电器的磁路和各种零件，电话中的振动膜等。

2.硅钢片 (硅铁合金)

硅钢片是在电工纯铁中加入 0.4% ~ 4.5% 的硅，使之形成固溶体，可以提高材料电阻率、最大磁导率，降低矫顽磁力、铁芯损耗(铁损) ，减轻重量。硅钢片也可称为电工用硅钢片

硅加入量过多时，会降低饱和磁化强度、居里温度，含硅量的增大会使材料变脆，降低机械性能和加工性能。

硅钢片主要应用于各种形式的发电机、电动机和变压器中，在继电器和测量仪表中也大量使用。它是应用最广、用量最大的磁性材料

3.铁钻合金

铁钻合金主要是指含钻量为 50% 的铁钻合金。纯铁中加入钻后，Bs明显提高具有高的磁导率。

合金中存在 C，H，N等，当出现无序-有序转变时会使材料变脆，加入少量的V，Mo，w和 Cr 可改变其加工性能。特别是加入 2% V 的铁钻合金，抑制了有序化的进行，从而可使性能获得很大改善。

实际应用的铁钻合金主要有 Fe49Co49V2和 (Fe50Co50) 98.7V1.3。

铁钻合金具有高的磁导率、Bs和饱和磁致伸缩系数，可以用作磁致伸缩合金适用于小型化、轻型化以及有较高要求的飞行器及仪器仪表元件的制备，也可以用于制造电磁铁极头和高级耳膜震动片等，但价格昂贵。

镍铁合金4

镍铁合金主要是含镍量为 30% ~90% 的 Fe-Ni 合金，通常称为坡莫合金(Permalloy).

镍铁软磁合金的主要成分是铁、镍、银、铬、铜等元素，它的软磁性能要比电工硅钢片优越得多。在弱磁场及中等磁场下具有高的磁导率、低的饱和磁感应强度、很低的矫顽磁力和低的损耗，而且加工成型性比较好。它被广泛地应用于电信工业、仪表、电子计算机、控制系统等领域中。根据合金组分的不同，它能够用来制作小功率电力变压器、微电机、继电器、互感器和磁调制器等.

铁铝合金5

铁铝合金的居里温度随含铝量的增大而下降。当含铝量大于 18% 质量)时合金的居里温度已低于室温。因而作为实用的软磁合金，铁铝合金的含铝量需小于 18%。

铁铝合金是较早研究的一种软磁材料，该类合金与其他金属软磁材料相比，具有如下特点: @随着含铝量的变化，可以获得各种较好的软磁特性。如 1JI6 合金有较高的磁导率，1J13 合金具有较高的饱和磁致伸缩系数，1J12 合金既有较高的磁导率，又有较高的饱和磁感应强度等。2 有较高的电阻率。1J16 合金的电阻率是目前所有金属材料中最高的一种，一般为 150 Q·cm，是 1J79 镍铁合金的 2~3 倍，因此具有较好的高频磁特性。@ 有较高的硬度、强度和耐磨性。这对磁头之类的磁性元件来说是很重要的性能，如 1J16 合金的硬度和耐磨性要比1J79 合金高。4密度低，可以减轻磁性元件的铁心质量。这对于铁心质量占相当大比例的现代电器设备来说很有必要。6 对应力敏感性小。适于在冲击、振动等环境下工作。@合金的时效性好。随着环境温度的变化和使用时间的延长，其性能变化不大。此外，铁铝合金还具有较好的温度稳定性和抗核辐射性能。

铁铝合金和镍铁合金相比较，在性能上具有独特的优点: 不含 Ni，Co 等贵重元素，成本低，使用范围很广。它可以部分取代坡莫合金在电子变压器、磁头以及磁致伸缩换能器等处使用。铁铝合金主要用于磁屏蔽、继电器、微电机、信号放大铁芯、超声波换能器元件、磁头，还用于中等磁场工作的元件，如微电机、音频变压器、脉冲变压器、电感元件等.

6.软磁铁氧体

软磁铁氧体是氧离子和金属离子组成的尖晶石结构的氧化物，是以 Fe203为主要成分的复相氧化物。它是一种容易磁化和退磁的铁氧体。其特点是起始的磁导率高，矫顽磁力小，损耗小。

软磁铁氧体是目前用途广、品种多、数量大、产值高的一种铁氧体材料。常用的软磁铁氧体有锦锌铁氧体和锰锌铁氧体，主要用作各种电感元件，如滤波器磁芯、变压器磁芯、无线电磁芯以及磁带录音和录像磁头等。软磁铁氧体也是磁记录元件的关键材料。