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非晶软磁合金材料及其形成机理我们根据原子排列方式把物质划分为晶体和非晶体两类。
非晶软磁合金材料的种类:
1、铁基非晶合金铁基非晶合金:主要元素是铁、硅、硼、碳、磷等。它们的特点是磁性强(饱和磁感应强度可达1.4-1.7T)、磁导率、激磁电流和铁损等软磁性能优于硅钢片,价格便宜,最适合替代硅钢片,特别是铁损低(为取向硅钢片的1/3-1/5),代替硅钢做配电变压器可降低铁损60-70%。铁基非晶合金的带材厚度为0.03毫米左右,广泛应用于中低频变压器的铁心(一般在10千赫兹以下),例如配电变压器、中频变压器、大功率电感、电抗器等。
2、铁镍基非晶合金铁镍基非晶合金:主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成,它们的磁性比较弱(饱和磁感应强度大约为1T以下),价格较贵,但磁导率比较高,可以代替硅钢片或者坡莫合金,用作高要求的中低频变压器铁心,例如漏电开关互感器。
3、钴基非晶合金钴基非晶合金:由钴和硅、硼等组成,有时为了获得某些特殊的性能还添加其它元素,由于含钴,它们价格很贵,磁性较弱(饱和磁感应强度一般在1T以下),但磁导率极高,一般用在要求严格的军工电源中的变压器、电感等,替代坡莫合金和铁氧体。
4、纳米(超微晶)软磁合金材料由于非晶合金中原子的排列是混乱无序的这种特殊结构,使得非晶合金具有一些独特的性质。
物质里面的原子排列是整齐有序的叫做晶体;物质的原子排列是混乱的叫做非晶体。通常情况下,金属及合金在从液体凝固成固体时,原子总是从液体的混乱排列转变成整齐的排列,即成为晶体。但是,如果金属或合金的凝固速度非常快(例如用每秒高达一百万度的冷却速率将铁-硼合金熔体凝固),原子来不及整齐排列便被冻结住了,最终的原子排列方式类似于液体,是混乱的,这就是非晶合金(又称为金属玻璃)。由于不同的物质形成非晶所需要的冷却速度大不相同。单一金属需要每秒高达一亿度以上的冷却速度才能形成非晶态。受目前工艺水平的限制,实际生产中难以达到如此高的冷却速度,普通的单一的金属难以从生产上制成非晶。为了获得非晶态的金属,一般将金属与其它物质混合。当原子尺寸和性质不同的几种物质搭配混合后,就形成了合金。这些合金具有两个重要性质:①合金的成分一般在冶金学上的所谓"共晶"点附近,它们的熔点远低于纯金属,例如FeSiB合金的熔点一般为1200度以下,而纯铁的熔点为1538度;②由于原子的种类多了,合金在液体时它们的原子更加难以移动,在冷却时更加难以整齐排列,也就是说更加容易被"冻结"成非晶。有了上面的两个重要条件,合金才可能比较容易地形成非晶。实际上,目前所有的实用非晶合金都是两种或更多种元素组成的合金,例如Fe-Si-B,FeNiPB,CoZr,ZrTiCuNi等。迄今为止,国内外非晶合金开发最多的是作为软磁材料的一类。它们在化学成分上的一个共同点是:由两类元素组成:一类是铁磁性元素(铁、钴、镍或者他们的组合),它们用来产生磁性;另一类是硅、硼、碳等,它们称为类金属,也叫做玻璃化元素,有了它们,合金的熔点比纯金属降低了很多,才容易形成非晶。
通电后,铁磁质被磁化,断电后,由于剩磁效应,铁磁质仍然具有磁性,如果加热升温,这种效应减弱,温度达到“居里点”后,铁磁质变为顺磁质,但仍有少许磁性,所以可以反向通电流,来达到退磁。
硬磁材料剩磁大,适用于作永久磁铁;软磁材料磁导率大,适用于作电磁铁,变压器等。 软磁材料:磁导率大,易磁化、易退磁(起始磁化率大)。饱和磁感应强度大,矫顽(Hc)小,磁滞回线的面积窄而长,损耗小(Hd...
软磁铁氧体材料是一种用途广、产量大、成本低的电子工业及机电工业和工厂产业的基础材料,是其重要的支柱产品之一,它的应用直接影响电子信息、家电工业、计算机与通讯、环保及节能技术的发展,亦是衡量一个国家经济...
宁波材料所与青岛云路开发非晶软磁材料
中科院宁波材料所与青岛云路新能源科技有限公司联合开发新型非晶软磁材料。双方将依托新型非晶软磁材料联合创新平台,就高饱和磁感应强度非晶软磁材料的产业化项目展开合作,力图短时间内突破该材料的产业化技术,实现批量化生产。
宁波材料所与青岛云路开发非晶软磁材料
中科院宁波材料所与青岛云路新能源科技有限公司联合开发新型非晶软磁材料。双方将依托新型非晶软磁材料联合创新平台,就高饱和磁感应强度非晶软磁材料的产业化项目展开合作,力图短时间内突破该材料的产业化技术,实现批量化生产。
准确监控支护设备的工作状态并进行及时预警,对于预防和减少威胁煤矿安全生产的顶板事故非常重要。本项目系统研究矿山支护磁性无损监测及预警的相关基础理论与技术。通过理论探索、实验研究、现场测试及软件模拟探讨块体非晶软磁合金形成的动力学,研究各种成分在非晶形成中的作用及动力学特征,寻找元素替代对块体非晶软磁合金动力学的影响规律,厘清合金软磁和力学性能变化的内在机制;研制磁学或力学性能优异的块体非晶软磁合金;探索研制新型传感器磁芯改进矿山支护的应力监测装置;系统研究测试条件对设备输出信号的影响,建立适合不同测试环境的数据库;建立矿山支护的预警系统。通过本项目,系统研究矿山支护磁性无损监测相关的理论,开发矿山支护的磁性无损监测技术和设备,实现及时准确获知矿山支护的信息、提供可靠预警的功能,为减少与预防煤矿安全事故的发生提供有效的防控手段。
红星非晶材料隶属于成都红星商贸有限公司旗下品牌,公司成立于1998年至今,为满足各种行业需求,实现更大目标,团队成员发掘进取,走进了非晶材料领域,自主研发产品性能技术,后快的超过了很多先辈企业,成为非晶软磁粉末领头羊。红星非晶自成立以来服务对象涵盖电子电器、电信、汽车、金融、化学、科学技术、等等、业务范围逐渐从成都辐射到全国各个省市、乃至欧美、台湾、日本等国。一只以来深受客户好评!
1960年美国Duwez教授发明用快淬工艺制备非晶态合金为始。其间,非晶软磁合金的发展大体上经历了两个阶段:第一个阶段从1967年开始,直到1988年。1984年美国四个变压器厂家在IEEE会议上展示实用非晶配电变压器则标志着第一阶段达到高潮,到1989年,美国AlliedSignal公司已经具有年产6万吨非晶带材的生产能力,全世界约有100万台非晶配电变压器投入运行,所用铁基非晶带材几乎全部来源于该公司。从1988年开始,非晶态材料发展进入第二阶段。这个阶段具有标志性的事件是铁基纳米晶合金的发明。1988年日本日立金属公司的Yashiwa等人在非晶合金基础上通过晶化处理开发出纳米晶软磁合金(Finemet)。1988年当年,日立金属公司纳米晶合金实现了产业化,并有产品推向市场。1992年德国VAC公司开始推出纳米晶合金替代钴基非晶合金,尤其在网络接口设备上,如ISDN,大量采用纳米晶磁芯制作接口变压器和数字滤波器件。