軟磁材料的磁性參數(shù)與器件的電氣參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換
在設(shè)計軟磁器件時,首先要根據(jù)電路的要求確定器件的電壓~電流特性。器件的電壓~電流特性與磁芯的幾何形狀及磁化狀態(tài)密切相關(guān)。設(shè)計者必須熟悉材料的磁化過程并拿握材料的磁性參數(shù)與器件電氣參數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。設(shè)計軟磁器件通常包括三個步驟:正確選用磁性材料;合理確定磁芯的幾何形狀及尺寸;根據(jù)磁性參數(shù)要求,模擬磁芯的工作狀態(tài)得到相應(yīng)的電氣參數(shù)。
電力工業(yè)的發(fā)展促進了金屬磁性材料──硅鋼片(Si-Fe合金)的研制。永磁金屬從 19世紀(jì)的碳鋼發(fā)展到后來的稀土永磁合金,性能提高二百多倍。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,軟磁金屬材料從片狀改為絲狀再改為粉狀,仍滿足不了頻率擴展的要求。
20世紀(jì)40年代,荷蘭J.L.斯諾伊克發(fā)明電阻率高、高頻特性好的鐵氧體軟磁材料,接著又出現(xiàn)了價格低廉的永磁鐵氧體。
50年代初,隨著電子計算機的發(fā)展,美籍華人王安首先使用矩磁合金元件作為計算機的內(nèi)存儲器,不久被矩磁鐵氧體記憶磁芯取代,后者在60~70年代曾對計算機的發(fā)展起過重要的作用。
50年代初人們發(fā)現(xiàn)鐵氧體具有獨特的微波特性,制成一系列微波鐵氧體器件。壓磁材料在次世界大戰(zhàn)時即已用于聲納技術(shù),但由于壓電陶瓷的出現(xiàn),使用有所減少。
后來又出現(xiàn)了強壓磁性的稀土合金。非晶態(tài)(無定形)磁性材料是近代磁學(xué)研究的成果,在發(fā)明快速淬火技術(shù)后,1967年解決了制帶工藝,正向?qū)嵱没^渡。
性磁鐵可以是天然產(chǎn)物,又稱天然磁石,也可以由人工制造(強的磁鐵是釹鐵硼磁鐵)。
非性磁鐵
:非性磁鐵加熱到一定的溫度會突然失去磁性,這是由于組成磁鐵的眾多“元磁體”之排列從有序到無序所引起的;失去磁性的磁鐵放入到磁場中,當(dāng)磁化強度達到某一數(shù)值,它又被磁化,“元磁體”之排列又從無序到有序。
磁鐵又名吸鐵石,是指在周圍和自身內(nèi)部存在磁場的物體或材質(zhì),分為天然和人造兩大類。人造磁鐵通常用金屬合金制成,具有強磁性。又可分作“性磁鐵”與“非性磁鐵”,即“硬磁”與“軟磁”。天然磁鐵主要成分:四氧化三鐵,化學(xué)式Fe3O4,常稱“磁性氧化鐵”。具有磁性的黑色晶體??梢钥闯墒茄趸瘉嗚F和氧化鐵組成的化合物。因在四氧化三鐵的晶體里存在著兩種不同價態(tài)的離子,其中三分之一是Fe2+,三分之二是Fe3+,是一種復(fù)雜的化合物。它不溶于水,也不能與水反應(yīng)。與酸反應(yīng),不溶于堿。主要用于制底漆和面漆,用于電子工業(yè)的磁性材料,也用于建筑工業(yè)的防銹劑。