当前课程知识点:材料学概论 > 第12讲 磁性及磁性材料 > 12.4 软磁材料与硬磁材料 > 12.4.1 非晶态高导磁率材料
好 那么软磁材料常用的
我刚才讲了
工业纯铁是很好的
它的这个饱和磁密比较高
是很好的
但是它有一个致命的缺点
就是说
当你交变的磁场反复
在工业纯铁当中通过的时候
它由于产生感应电流
由于它的电阻力比较低
它的发热就很厉害
把这种叫做铁损
因此软磁材料对合金材料来讲
绝大部分要做成合金
固溶体
做成固溶体
典型的固溶体
就是我们常见的矽钢片硅钢片
变压器里面大量的用的硅钢片
硅钢片
是置换式固溶体
它的含碳量低于0.02%
也就是属于工业纯铁
这个范围之内
从碳含量来讲
但是里边加了硅
加硅是多少
硅的含量基本上是0.5%
到4.5%左右
当然硅的固溶度是15%
不能加的太多了
加的太多了以后
就影响它的加工性能
影响它的其他性能
那么加上硅以后
对这个软磁材料
改善是效果非常好
首先电阻率高了
第二它的这个各向同性了
各向同性了
另外加了硅以后
它也耐腐蚀了
它唯一的
硬度也提高了
它的机械性能也改善了
唯一的缺点是什么
如果加硅加高了以后
它会变得比较脆
变得比较脆
另外这个硅钢片
我有意识的给它产生一定的
织构
什么织构
产生板织构
要求它(110)面是
(110)面平行于轧面
[110]方向处于
平行于扎向
这样
我们知道BCC的
它[110]方向是易化方向
易磁化方向
因此磁力线很容易
在这个方向通过
你这个上边
充磁退磁 充磁退磁
充磁退磁
因为交流它是充磁退磁过程
因为它
它易磁化轴方向
它方向固定了
磁滞伸缩能也小了
各向异性能也小了
其他也都小了
里边的杂质
其他杂质也比较好
含碳量也比较低
因此这硅钢片是非常成功的
第二种是坡莫合金
坡莫合金它是一个翻译词
前边这个per
它是代表什么意思
代表它是导磁率非常高的
一种合金
它往往合金
它是铁镍合金
注意这个铁镍
铁的含量
镍的含量是比较高的
是铁镍合金
为什么做坡莫合金
坡莫合金
做坡莫合金的目的
其中有一条
就是使它的
在某一定的镍含量的时候
它的磁滞伸缩能等于零
磁滞伸缩能等于零
因此它的导磁率它非常高
损耗也非常小
这是
第三类常用的软磁材料
就是我们讲的铁氧体
铁氧体
那铁氧体
那么有锰锌铁氧体
锰锌铁氧体
镍锌铁氧体
锰铜铁氧体
等等这些铁氧体
所谓铁氧体它的基础材料
还是那个四氧化三铁
不过在这里边
加上锰 加上铜 加上镍
加上什么这些东西
大部分都是加上二价的
它替代二价铁
替代二价铁离子
或三价铁离子的作用
使这种铁氧体
确实发生超交换相互作用
使它那个二价铁离子的磁矩
跟三价铁离子的磁矩
相反排列
这样
就形成这种亚铁磁性
亚铁磁性
我们刚才讲了
你说硅钢片或者是其他
这个这个材料
用在这个高频当中
是有一定的问题的
所以这个硅钢片大部分
用在工品呀
工业上用的
变压器呀
什么这个电机呀
频率比较低的这个地方
频率如果高了
那必须得用铁氧体
铁氧体有锰铜 锰锌 锰镍
这些铁氧体的它的不太一样
大量的用在什么地方
用在这种喇叭
收音机的喇叭
拉杆天线
什么滤波器
这个大量的用
大量的用
有的把它叫做黑磁
为什么叫做黑磁
因为它这种加工手段
跟普通的烧结
陶瓷的烧结工艺
大部分是一样
因为本身它就是个铁氧体嘛
它是等于是一个陶瓷
属于陶瓷材料这个系列的
那么在软磁材料当中
还有一大类材料
目前发展很快的
就是金属玻璃
金属玻璃
金属玻璃它是非晶态的
它的磁导率非常高
它那些磁晶各向异性
那个磁滞伸缩它都等于零
因此这些材料
用在频率高的地方
它是不可替代的
那么金属玻璃
首先从它的成分上来讲
它是个多元合金
这个多元合金当中
里边往往加了硅 磷
什么这些
容易形成非晶态的一些个元素
比方说
这里边你看看高导磁率的
高磁密的这种
铁钴硅硼
铁镍磷硼
铁硼磷碳
它都有好多
它的原子半径差别比较小
它有一些个
形成非晶态的这个
这个合金元素在这里边
同时在工艺上
必须采取急冷
离心急冷法
单轴甩带法
双轴甩带法
让它发生急冷
这个冷却速度是一般熔炼
所达不到的
这样
它本身就可以形成非晶态了
注意形成非晶态
一个是成分上
再有一个是加工工艺上
那么把这种得到的
非晶态的粉末
可以用其他的方法
来变成我们所需要的形状
这个大量的用作这个软磁材料
所以软磁材料
基本上这么几大类
一类是什么
一类是铁和合金类
第二类是铁氧体类
第三类是金属玻璃类
特别是金属玻璃类
现在发展是很快的
发展是很快的
这个特别是用电子元器件
当然频率非常高的
滤波器呀等等这些
甚至电感呀这些
都需要这些(软)磁材料
这些这些这个
这个软磁材料
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业
-1.2 材料的作用
--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”
-1.2 材料的作用--作业
-1.3 材料科学与工程四面体
-1.3 材料科学与工程四面体--作业
-1.4 材料与创新
--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料
-1.4 材料与创新--作业
-本讲作业--作业
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布
--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道
--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业
-2.2 元素周期表反映元素的规律性
--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化
--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处
--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化
--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属
-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业
-本讲作业--作业
-3.1 材料性能与组织结构的关系
-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业
-本讲作业--作业
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业
-4.2 金属材料的组织结构
-4.2 金属材料的组织结构--作业
-4.3 铸锭及其组织
-4.3 铸锭及其组织--作业
-本讲作业--作业
-5.1 金属材料的加工
-5.1 金属材料的加工--作业
-5.2 钢材的热处理
--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择
--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂
-5.2 钢材的热处理--作业
-5.3 钢的强化机制
--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢
-5.3 钢的强化机制--作业
-本讲作业--作业
-6.1 粉体材料的性能
--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积
--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性
--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性
--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定
--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定
--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定
-6.1 粉体材料的性能--作业
-6.2 粉体的加工与处理
-6.2 粉体的加工与处理--作业
-6.3 粉体的应用
--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善
-6.3 粉体的应用--作业
-6.4 纳米材料
-6.4 纳米材料--作业
-本讲作业--作业
-7.1 陶瓷材料的定义和分类
-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业
-7.2 坯体成型
--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型
--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型
--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型
-7.2 坯体成型--作业
-7.3 陶瓷烧结
-7.3 陶瓷烧结--作业
-7.4 陶瓷材料的结构
-7.4 陶瓷材料的结构--作业
-7.5 结构陶瓷
--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02
--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN
-7.5 结构陶瓷--作业
-7.6 功能陶瓷
--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达
-7.6 功能陶瓷--作业
-本讲练习--作业
-8.1 玻璃的发展简史
-8.2 玻璃的定义和特征
-8.3 玻璃的加工
-8.1-8.3 小节练习--作业
-8.4 建筑及高铁用玻璃
--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业
-8.5 高技术玻璃
-8.5 高技术玻璃--作业
-本讲练习--作业
-9.1 何谓高分子和聚合物
-9.1 何谓高分子和聚合物--作业
-9.2 聚合物的合成
-9.2 聚合物的合成--作业
-9.3 从结构层次看聚合物
-9.3 从结构层次看聚合物--作业
-本讲练习--作业
-10.1 高分子材料性能与加工
--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑
--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型
--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造
-10.1 高分子材料性能与加工--作业
-10.2 胶粘剂和涂料
-10.2 胶粘剂和涂料--作业
-本讲练习--作业
-11.1 复合材料的定义和分类
-11.1 复合材料的定义和分类--作业
-11.2 增强材料和基体材料
-11.2 增强材料和基体材料--作业
-11.3 复合材料的应用
-11.4 天然复合材料
-11.5 生物材料
-11.3-11.5 节练习--作业
-本讲练习--作业
-12.1 磁性的来源
--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系
-12.1 磁性的来源--作业
-12.2 磁性材料的分类
-12.2 磁性材料的分类--作业
-12.3 磁畴和磁滞回线
-12.3 磁畴和磁滞回线--作业
-12.4 软磁材料与硬磁材料
-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业
-本讲练习--作业
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业
-13.2 薄膜制备——PVD法
-13.2 薄膜制备——PVD法--作业
-13.3 薄膜制备——CVD法
-13.3 薄膜制备——CVD法--作业
-13.4 薄膜的加工
--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)
-13.4 薄膜的加工--作业
-13.5 薄膜材料的应用
-13.5 薄膜材料的应用--作业
-本讲作业--作业


