软磁铁氧体测量技术及标准进展
软磁铁氧体测量技术及标准进展
Development of soft magnetic ferrite measurement technology and standazdization
一、前言
软磁铁氧体材料及磁芯性能参数，不但是本身质量高低的标志，也是各种电子变压器、电感器等软磁铁氧体器件设计的依据。因此，准确测量软磁铁氧体材料及磁芯性能参数是非常重要的。软磁铁氧体测试技术包括：
（1）软磁性能参数测量原理及方法，
（2）软磁性能参数测量装置（系统）及仪器，
（3）测试条件及测试程序，
（4）测量结果的误差分析与数据处理。
软磁测试技术随着电子技术和计算机技术不断发展而发展，也随着软磁材料产品开发应用的需要而发展。软磁参数测试方法标准在不断的修改。新的测试方法标准在制定和发布。
本文论述软磁性能参数测量方法，以及测量装置(系统)、仪器的发展。国内制定测量方法标准和采用IEC标准的进展。测试条件和测量程序对参数测量的可靠性和重复性起着重要的作用。在测量方法标准中作了具体规定，不作叙述。测量结果的误差分析、数据处理与误差理论和仪器制作技术的进步密切相关，也不作详细论述。
二、低励磁电平下磁性测试技术的发展
软磁铁氧体材料在交流弱磁场(<5mT）下使用，主要特性参数为复数磁导率=μ′-jμ″。μ′与起始磁导率μi的物理意义相同，μ″则代表材料的能量损耗，。但是，在材料及磁性产品技术标准中通常使用的特性参数有起始磁导率μi、电感L、电感因数AL，损耗角正切tgδ、Q值、tgδ/μi、磁滞常数ηB等。
通常情况下，通过测量磁芯电感计算得到μi、μ′、tgδ、AL。因此，归根到底是测量磁芯（样品）的电感L。测量电感的方法主要有电桥法和复数阻抗法。这两种方法也可以测量磁芯的tgδ、Q值，ηB等。
众所周知，20世纪中期，采用电桥法制作的仪器很多，有手动的和半自动的。例如Re13R217电桥（西德）、Re13R218电桥（西德）、CD-5（中国南通）、CD-24（中国南通）、CD-16型磁性参数测量仪（中国南通）等。采用运算放大器在电桥中组成有源电压调节网络是经典电桥的一个发展，在电桥电路中采用相敏检波器（PSD），可以将不平衡电压分解为同相分量和90°相差分量，使电桥的平衡极为方便。一些早期的数字化自动平衡电桥大都采用这种方法。如国产的CDBA、CD-7、CDG-A和美国GR1608-A，英国的Wayene kew B221，Marom-TF2700等都属于这种类型。可以说是第二代电桥产品。传统的电桥法仪器，虽然在理论和测量方法方面都是最成熟的。但是这类仪器的缺点较多，如量程窄，频带窄，功能少，测试速度慢，操作不方便等。因此，自20世纪70年代以来，测试仪器从测试原理、显示方式等都在不断地更新，20世纪80年代以来采用复数矢量阻抗法，利用微处理机算机技术实现了多频点的测量、数字显示、参数自动转换、自动校准、程控输出和IEEE-488接口母线相兼容等新技术，制作出各种高精密度的LCR测试仪和阻抗分析仪。例如，HP4274A、HP4192A、GR1688、GR1689。国内的有YY2815、ZL-5等。这些仪器的基本测试误差为0.02%~0.1%。HP4291A和Agilent4291B为1MHz~1.8GHz，测量参数为阻抗参量有：│Z│、│Y│、θ、R、X、G、B、CP、CS、LP、LS、RP、RS、D、Q；转换参数：；材料参数：│ε│、θ、ε′、ε″、│μ│、μ′、μ″。这类仪器量程宽，例如HP4274A测量电感的量程为100nH~1000H，电阻为100mΩ~10MΩ。操作方便，可以自动显示打印数据和曲线，测量速度快。最近，日本Agilent公司推出了Agilent E4991A RF阻抗/材料分析仪，测试频率1MHz~3GHz。
tgδ、Q的测量，GB9632(IEC367-1)推荐了传输法、阻尼振荡法，西南应用磁学研究所采用传输法研制成测试系统。采用谐振法制作各种Q表，测试频率都在300MHz以下，例如TF1245型表(英国马可尼)测试频率为40kHz~300MHz。HP4342A型表测试频率为22kHz~70MHz。HP4285A和HP42851A型Q值适配
器，测量值的频率为75kHz~30MHz。国内AS-2851型表(上海无线电仪器厂)测试频率为50kHz~50MHz。HL2801型数字表(黑龙江电子技术研究所)测试频率为50kHz~30MHz。
信息产业部磁芯产品质量监督检验中心，具有的Agilent4294A精密阻抗分析仪和4291B阻抗/材料分析仪是测量软磁材料及磁芯在弱磁场下性能参数的最好的仪器，其频率范围40Hz~1.8GHz。特别是测量μ′μ″~f，曲线，可以从40Hz~1.8GHz采用同轴夹具测量。
国内，天津无线电六厂等多家生产厂(公司)虽然生产了多种型号LCR电桥和阻抗分析仪，测试频率多在200KHz以内，1MHz以上的仪器很少，而且振荡器电平调不到测量起始磁导率要求的电平。因此，1MHz 以上的高精度的LCR测试仪和阻抗分析仪，几乎都要从美国、日本等国家购买。目前，国内生产的低励磁电平下磁参数测试仪器，远远落后于美国、日本等国家水平。
三、高励磁电平下软磁特性参数测量技术的进展
功率铁氧体材料的功耗P和振幅磁导率μa应在高励磁电平下进行测量。
1、 1990年以前，我国主要采用谐振法测量功耗及振幅磁导率，装置电路见图1。
图1中，N1=1，N2=60，R=60Ω，CN为标准可调电容，示波器用于监视CNLX并联谐振状态，调节CN，当荧光屏上的李沙育图形呈直线，UL和I(UR)之间的相位差为0°，。因此，磁芯功耗为：
(1)
并联振幅磁导率为：
(2)
(2)式中，C1为样品的磁芯常数，单位为(m-1)。在我国早期研究和生产功率材料中，谐振法测量P和μa 起着重要的作用。
2、 1982年IEC367-1通信用电感器和变压器磁芯测量方法发布。标准中规定3种方法：倍乘电压表法，电桥法，示波器法。IEC367-1标准第2版(1992年)补充了测量功耗的有效值法。2002年GB9632标准等效采用了有效值法。从1982年IEC367-1标准发布以来，已有20多年的历史。对世界功率铁氧体材料及磁芯生产和应用作出了巨大的贡献。
3、 2000年12月国际电工委员会发布了IEC62044-3软磁材料制成的磁芯测试方法。第3部分：高励磁电平下磁特性。本标准内容及特点：标准共有8条和附录A、B、C、D、E。1-3条使用范围、引用标准、术语、定义和符号。4条高励磁电平下测试通则。5条样品。6条测试程序。7条指定信息陈述。8条测试报告。附录A、B、C、D、E分别为推荐的振幅磁导率和功耗测量方法电路。
标准在测试通则中，论述了磁芯等效电路磁参数和材料性能是不一样的。特别强调测试前样品应恢复到磁中性状态。说明了采用单绕组和双绕组测试线圈的原则。在测试频率超过了200 kHz时。推荐使用两个绕组测试线圈。规定了测试仪器的性能要求。
标准在第6条测试程序中，详细地叙述了振幅磁导率和功耗P的测量原理，推荐了符合测量原理的各
种测量电路，见IEC62044-3标准附录A、B、C、D、E。而且规定了这些方法测试程序。
IEC62044-3标准与IEC367-1（82）标准中测量μa和P的测试电路有很大的不同。μa测量的两种电路，电流取样不但用无感电阻，而且还可以用电流探头(互感器)。电流取样电阻与励磁线圈串联而另一端接地。IEC367-1(82)标准中，电流取样电阻与励磁线圈串联，而另一端与功率信号源高端相接。IEC62044-3标准中规定的测量功耗的方法：有效值法，乘积法，反射法和热量计法。其中乘积法分为V-A-W表法，阻抗分析仪法，模拟数字化法，矢量谱法，正交功率法。美国Clazc-Hesse公司的CH258 V-A-W表、CH2330 V-A-W 表、CH2335V-A-W表，采用了乘积法的原理，利用数字取样及计算机控制技术，使得电流、电压、功率测试结果自动数字显示。功耗测量不确定度不大于±1.2%。
国内，四川绵阳金鹏公司，天津无线电六厂，广东同心科技公司，山东阳光公司等，已生产售出V-A-W 表。IEC62044-3标准的特点：
a.科学性
IEC62044-3标准是国际上许多电磁测量专家和学者在科研生产、测量技术研究及使用IEC367-1:1982标准中长期积累的技术。因此，该标准在理论上是成熟而可靠的，在方法上是合理而可行的，在操作上是安全而简便的。
b.统一性
IEC62044-3标准的发布，进一步的统一了高励磁电平下磁特性的测量方法。使世界各国在生产软磁功率材料及磁芯的质量控制上具有统一的测试方法，可以消除各国之间在软磁功率材料及磁芯产品的贸易壁垒。
c.系统性
标准内容和结构是系统的。每项参数，从测试目的、样品的采用、测量原理、测试方法、测试仪器和试验设备、测试电路、试验条件、线圈的绕制和采用、测试程序等等均详细地作了规定。
d.灵活性
材料及磁芯样品的功耗和振幅磁导率是非线性的。要求励磁电平大小不一样。各种样品的测试频率也不一样。因此，一种测试方法或者测试电路，很难满足要求。因此，规定了多种测试方法，推荐了多种测试电路。在材料及磁芯技术规范中，可以根据适用条件选用测试方法。
4、功率信号源
功率信号源是高磁通密度下测量的关键设备，也是测量者伤脑筋的部分，因为满足测量条件的功率信号源较少。测量条件要求功率源能供给规定的电压和电流，波形应为正弦波，谐波总含量小于1%，输出阻抗要低（一般小于8Ω）。
电压输出幅度及频率要稳定，漂移小。大多数情况下，功率信号源由信号发生器和功率放大器组成。
1985年以前，我国长城无线电厂研制出TDS-4型功率放大器，输出功率为50W，频率可到50 kHz。1988年，北京钢铁研究总院研制出400Hz~500 kHz，200W的功率放大器。1990年，西南应用磁学研究所研制出10kHz~1MHz、100W的功率放大器，1996年有10kHz~1MHz、100W的锁定功率源出售。1997绵阳赛茂电源公司研制出10kHz~100kHz、200W功率源出售，电子制作技术不断提高，设计制作不断改进。1997年以来绵阳赛茂电源公司的功率信号源质量可靠，性能完美。
1984年，日本研制出50Hz~2MHz、50W功率放大器。1988年日本凌和株式会社推出50Hz~1MHz、70V、6A；1~15MHz、50V、4A的功率放大器。近年来，岩崎通信机株式会社的SY-8216型B-H分析仪，配置的功率源为50Hz~1MHz、200W。SY-8232型B-H分析仪配置的功率源为10Hz~10MHz、800W。
为了适应高频大功率软磁铁氧体材料功耗的测量，在国内不但要发展高频功耗测试技术，而且要努力研制满足各种功率铁氧体材料测试条件的高频大功率源。特别是按键输出的数字功率信号源。
四、磁滞回线及Bs、Br、Hc的测量技术的发展
饱和磁滞回线的测量主要有静态和动态两类测试方法。静态测量方法有冲击检流计法和电子积分法。冲击法在50年前已开始使用，它作为一个具有计量学价值的精确方法保留至今。IEC401标准、美国MMPA 标准以及日本、德国、俄国的国家标准仍然采用这种方法。原苏联早期的Y541磁性参数测试仪是首先在
我国使用的冲击法成套装置，其国产化的产品CC4冲击法测量装置曾是许多磁芯材料厂的必备设备。售价不到CC4的十分之一的CD4磁性材料测量仪也广泛采用。
采用电子积分法制作的静态磁滞回线测试仪种类较多。在20世纪中后期，具有代表性的有上海第四电表厂的CL-6，日本横河的3257，美国的LDJ5500。2001年，信息产业部磁性产品质量监督检验中心，进口德国科隆磁物理（Magnet-physic）公司的C-750磁滞回线测试仪，其特点是微机控制，自动显示打印磁滞回线及Bs、Br、Hc，稳定性、重复性好，误差0.8%。
交流磁滞回线测试仪采用电子积分法。在50-60Hz频率下，磁性材料的交直流磁滞回线基本相似，尤其对于电阻率很高的软磁铁氧体材料更是观察不到两者之间有何差别。在低频下，采用高精度电子测量装置也能给出小于3%的测量误差。华中理工大学固体电子学系研制出了M-1A和M-1B示波器法磁滞回线测量仪，其使用频率为50-60Hz。
IEC401（93）标准第2版，将Bs、Br、Hc的频率测试条件改为f ≤10kHz。美国MMPA标准（SFG-89）在10kHz下采用示波器法测量Bs、Br、Hc，西南应用磁学研究所也建立了10kHz下的示波器法测量Bs、Br、Hc的装置。示波器法的典型测量装置如图2所示。示波器法装置简单可靠，在10kHz下，描绘饱和磁滞回线，能测量Φ16这样的小样品，无需在B路和H路加放大器，灵敏度足够了。示波器法测量Bs速度快，适宜生产线上批量样品分选和比较测量，在环境条件变化时，可以连续观察Bs的变化。因此，在工业测量中,软磁铁氧体的Bs、Br、Hc，宜在10kHz下采用示波器法测量。
随着计算机技术的发展，日本采用波形记忆法使磁滞回线的测试频率不断提高。日本理研电子株式会社研制的AC-100 磁滞回线测试仪使用频率为30 Hz-1000kHz。日本岩崎通信机株式会社的SY-8232交流BH回线测试仪，使用频率为10Hz-10MHz。这些测量仪均由计算机控制，自动显示和打印出磁滞回线和Bs、Br、Hc。B和H测量误差2%
五、软磁铁氧体方法标准化
测试方法标准是磁芯质量判定和评价的基础。我国对软磁铁氧体测试方法标准的研究及制订都很重视。我国在1974年发布的SJ859-74《铁氧体短波(f≤12MHz)天线磁芯》标准中，就规定了天线棒测试方法。后来，随着软磁铁氧体生产的发展及广泛应用，陆续地发布了SJ1511-79《铁氧体天线磁芯总技术条件》，SJ/Z1766-81《软磁铁氧体材料系列及测试方法》，SJ/Z2110-82《软磁材料减落系数测试方法》，SJ/Z2090-82《软磁铁氧体功耗及振幅磁导率测试方法》，SJ/Z2007-82《软磁铁氧体罐形磁芯总技术条件》，SJ1174-81《电视接收机用铁氧体U型磁芯总技术条件》。1999年发布SJ/T11206磁性氧化物双孔和多孔磁芯性能测试方法。
磁性测量技术主要反映在国际电工委员会发布的IEC标准中，IEC标准是世界上公认的权威的技术标准。其下属的两个机构TC51和TC68广泛收集了有关各国的意见和建议，制定了一系列磁性材料和磁性元件测量方法的推荐标准。例如，IEC367-1通信用电感器和变压器磁芯测量方法；IEC62044-3高励磁电平下磁特性测试方法等等。
随着科学技术创新和技术进步，新的测量方法标准不断涌现，原有的测量方法也不断被修改和补充。20世纪70年代制定的IEC367-1标准于1982、1984、1992年被补充和修改。所以，IEC磁性测量技术标准得以长期保持其先进性和实用性，为世界各国广泛接受和应用，具有强大的生命力，因此，我国从1988年后，就着重采用IEC软磁测量方法标准。
1988年，发布GB9632-88通信用电感器和变压器磁芯测量方法，等效采用了IEC367-1(82)通信用电感器和变压器磁芯，第一部分：测量方法。GB9635-88
天线棒测量方法，等效采用IEC492标准。SJ3175-88 磁性氧化物制成的圆柱形磁芯、管形磁芯及螺纹磁芯的测量方法，等效采用IEC732标准。
1997年，发布SJ/T9072.3-1997变压器和电感器磁芯制造厂产品目录中有关铁氧体材料资料的导则，等效采用IEC401标准。
1992年1月IEC367-1（82）标准补充了功耗测量的有效值法。GB9632.1-2002标准中增加了测量功耗的有效值法。
2000年12月国际电工委员会发布：
◆ IEC62044-1软磁磁芯测试方法第1部分总规范(征求意见稿)
◆IEC62044-2软磁磁芯测试方法第2部分低励磁电平下的磁特性
◆IEC62044-3软磁磁芯测试方法第3部分高励磁电平下的磁特性
◆IEC62044-4非磁特性（征求意见稿）
◆磁性行业应积极宣传IEC62044标准，尽快采用62044-3标准。
软磁铁氧体新材料及应用向高频发展，要求测试频率越来越高。现行的一些标准方法很难胜任。
今后标准方法研究应从以下几个方面发展：
(1)测试频率≤10kHz下的BS、Br、HC测试方法标准
(2)磁谱(μ′μ″)测量标准方法
(3)B-H回线测量的标准方法
(4)MHz下功耗测量标准方法
(5)铁氧体交直流电阻率测量的标准方法
(6)材料密度测量标准方法
(7)居里温度测量标准方法
(8)功率材料性能因数测量标准方法
(9)磁芯抗压强度试验标准方法
(10)磁芯机械强度试验标准方法
六、坚持科技创新，走国产化之路
半个世纪以来，我国应用磁学界和磁性行业广大科技工作者，一方面跟踪国际上先进的磁测量技术，另一方面在引进、消化、吸收的基础上，自立创新，提出了不少新颖，独特的磁性测量方法。从1975年到1998年，IEC/TC51中国国家委员会提交了多项IEC标准提案。例如，信息产业部磁性产品质量监督检验中心提出的IEC367-1附录N《(有效)振幅磁导率测量电路》修正案，《磁性氧化物双孔和多孔磁芯性能测量方法》标准提案等。为了尽快与国际接轨，我国磁性行业积极地等效或等同采用IEC及ISO标准推荐的测量方法，也广泛吸收先进工业化国家和国际著名大公司的标准，如美国MMPA，日本JIS，德国的DIN及俄罗斯ROCT标准中的测量方法。实际证明我国软磁测量理论，测量方法研究方面接近国际水平。
国际上，软磁测量专用仪器设备的开发生产主要集中在美、德、日本少数几个先进工业化国家。
例如，HP4284A LCR测试仪（美国），Agilent4294A精密阻抗分析仪（美国、日本），Agilent4291B RF 阻抗/材料分析仪（美国、日本）,CH2330取样数字V-A-W表（美国），CH2335取样数字V-A-W表（美国）,C-750B-H测试仪（德国），SY-8232B-H分析仪（日本）等。这些仪器代表目前世界上软磁测试仪器技术水平。国内，由于研制生产磁测仪器的厂家多，规模小，技术力量分散、单干，生产的测试
仪器在使用频率范围、可靠性、多功能、自动化程度以及外观质量方面，与国外测试仪器相比相差甚远，因此，国内仪器研发应调整产业结构，集中力量走国产化之路，生产出更多更新符合软磁测量方法标准的仪器，争取早日达到国际水平。■
2020年(发展战略)软磁铁氧体状态与发展
（发展战略）软磁铁氧体状态和发展
软磁铁氧体现状和发展 摘要： 本文讨论分析了软磁铁氧体国内外研究、生产、专用工艺设备、市场现状。详细论讨了高磁导率铁氧体、功率铁氧体、迭层片式电感器用的铁氧体粉料等铁氧体的技术发展动向。 1.前言 软磁铁氧体应用广，用量大的壹种磁性材料。1997年世界产量22万吨，其中我国产量5万吨，预计2000年世界产量将达到30万吨，2005年达到45万吨，预计今年我国将达到6万吨，2005年将超过15万吨，约占全世界软磁铁氧体总量的1/3，占世界第壹位。但我国尚存于工艺技术比较低，壹些专用工艺设备较落后，造成产品档次不够高等问题，有待进壹步解决。 于软磁铁氧体的产量中，高磁导率铁氧体约占20％，功率铁氧体约占25％，宽带射频铁氧体，电子镇流器约占15％，其余的如抗电磁干扰（EMI），偏转磁芯等约占40％。 ２技术发展方向 2.1软磁铁氧体制备工艺 从80年代以来，我国引进国外先进工艺设备和工艺技术，使生产规模和效率有显著提高，壹些产品性能于较短的时间内达到国际水平。但生产的自动化程度仍跟不上发达国家著名铁氧体XX公司，他们生产线用“电脑集成制造”（CIM）和“电脑/人联合集成”（CHIM），用电脑控制自动完成制粉、成型、烧结、磨削及包装等工序，使产品合格率达95～99％。
2.2高磁导率铁氧体 由于高磁导率铁氧体于数字通讯，光纤通讯及电磁兼容等领域中大量应用，促使其制备工艺逐渐完善，不断提高性能，国外研制水平μi为20000～23000，国内外有关生产水平列于表1。值得提及的表1中列出的μi值国内厂家属于小批量生产性能，大批量生产的μi值为7000～8000，研制水平为12000～13000。海宁天通电子有限XX公司陆明岳开发的产品，1999年6月通过省级新产品鉴定μi为13000。北京大学和深圳组建的深圳中核集团XX公司，去年10月投产，年生产能力30吨，产品μi稳定于10000之上，最高能达到18000。 目前除要求高磁导率铁氧体继续提高磁导率外，要求居里温度Tc高，损耗因数tg δ/μi温度系数αμi要低，且要求随使用频率增加磁导率衰减慢，使μi－f曲线于较宽频带内保持平直，具有高的截止频率。预计到2002年，国外商品化产品磁导率将提高到25000左右。 近年来EMI磁芯发展很快，TDK和美国steward等XX公司，已有10多种牌号，品种规格很全，国内尚处于小批量生产阶段，是根据用户要求生产产品。 2.3功率铁氧体 近几年来，功率铁氧体销售额平均年增长率约10％，是80年代后期到90年代初研究重点，其产品主要应用于高频开关电源的主变压器磁芯，具有代表性的产品是以日本TDKXX公司的PC30、PC40、PC50，国内企业也向这些牌号性能指标努力，当下国内能大批量生产的是PC30，只有个别企业能生产PC40。天通XX公司大批量生产TP4产品性能和TDKXX公司的PC40相同，μi=2300±25％，于室温（25℃）时，Bs=510mT，Br=100mT，Hc=14A/m，于100kHz，100℃下，Pc=410mw/cm3，ρ=6.5Ω.m，Tc≥215℃，d≈4.8/cm3。PC50国内于1994年
主要软磁铁氧体材料厂商牌号对照表
厂商 Manufacturers 信艺电子HP30HP40/R2K3D HP44/R2K4D HP5H5K H7K H10K H12K H15K ACME P2P4P41P5/P51A05A07A10/A101A12/A121A151 AVX/TPC B1B2/F1F2F4A4/A5A3A2A1A0 COSMOFERRITES CF129CF138CF195CF197 DMEGC DMR30DMR40DMR44DMR50DMR6K DMR10K DMR12K DMR15K EPCOS (SIEMENS) N41N67/N87N97N49T35T37/T44T38T42T46 FAIR-RITE78797576 FDK6H106H206H407H102H062H072H102H15 FENGHUA PG232PG242PG152HS502HS702HS103HG123HG153 FERRITEINT (TSC) TSF-7099TSF-7060TSF-5099TSF-300TSF-010K TSF-012K TSF-015K FERROXCUBE (PHILIPS) 3C853C90/3C943C96/3F33F4/3F3.5 3.00E+043E25/3E273E5/3E55 3.00E+06 3.00E+07 HITACHI ML24D ML25D ML120MP70D MP10T MP15T HITACHI (NIPPON) SB-5S SB-7C SB-9C SB-1M GP7GP9GP11MT10T HPC HE4HE44HE5HL5HL7HL10HL12HL15 ISKRA25G45G/55G35G75G19G22G12G32G52G ISU PM-1PM-7PM-11FM-5HM2A HM3/HM3A HM5A HM7A JFE(KAWATETSU)MB3MB4MC2MA055MA070A MA100MA120MA150 JINNING JP3JP4/JP4A JP4B JP5JH5/JH5A JH7/JH7A JH10JH15 KASCHKE K2006K2008K2001K5000K8000K10000 KAWATETSU MB3MB4MA055MA070MA100MA120 KINGTECH KP3KP4KP4A KP5KH5/KH5A KH7/KH7A KH10A KH13KH15 KRAVSTINEL K82K86K87 LCCTHOMSON B2B4F1F2A5A3 MAGNE TICS P K J W H MMG-NEOSID F5A/F5C F44F45F47F9C/F10FT7F39 NCD LP2LP3LP3A LP5HP1/HP1F HP2/HP2F HP3/HP3F HP4 NEC/TOKIN BH2BH1B405000H7000H10000H12000H15000H NEOSID F827F830F860F938F942 NICERA NC-1M NC-2H2HM55M NC-5Y NC-7NC-10H NC-12H NC-15H SAMWHA PL-5PL-7PL-9PL-F1SM-50SM-70S SM-100SM-150 STEWARD32353740 TDG TP3TP4TP4A TP5TL5TL7TL10TL13TL15 TDK PC30PC40PC44PC50HS52HS72HS10H5D H5C3 TOKIN3100BH2BH1B405000H7000H12000H TOMITA 2.00E+06 2.00E+07 2.00E+082E3/2F12E7/2G12E2/2E2B2H22H1 TPC F1F2F4A4/A5A3A2 TRIDELTA MF198MF198A MF197MF199 川峰山口工厂（西海） SK-104G SK-108G SK-109GE SK-110G SK-12G 材料牌号 Material Brands 主要软磁铁氧体材料厂商牌号对照表 注：grc534原发
1.铁氧体材料发展及分类
铁氧体 中文名称：铁氧体 英文名称：ferrite 定义：由以三价铁离子作为主要正离子成分的若干种氧化物 组成，并呈现亚铁磁性或反铁磁性的材料。 铁氧体是一种具有铁磁性的金属氧化物。就电特性来说，铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能。铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。因而，铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。由于铁氧体单位体积中储存的磁能较低，饱合磁化强度也较低（通常只有纯铁的1／3～1／5），因而限制了它在要求较高磁能密度的低频强电和大功率领域的应用。 简介 铁氧体（ferrites）是一种非金属磁性材料，它是由三氧化二铁和一种或几种其他金属氧化物（例如：氧化镍、氧化锌、氧化锰、氧化镁、氧化钡、氧化锶等）配制烧结而成。它的相对磁导率可高达几千，电阻率是金属的1011倍，涡流损耗小，适合于制作高频电磁器件。铁氧体有硬磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁五类。 旧称铁淦氧磁物或铁淦氧，其生产过程和外观类似陶瓷，因而也称为磁性瓷。铁氧体是铁和其他一种或多种适当的金属元素的复合氧化物。性质属于半导体，通常作为磁性介质应用，铁
氧体磁性材料与金属或合金磁性材料之间最重要的区别在于导 电性。通常前者的电阻率为102～108Ω·cm，而后者只有10-6～10-4Ω·cm。 发展历史 中国最早接触到的铁氧体是公元前 4世纪发现的天然铁氧体，即磁铁矿(Fe3O4),中国所发明的指南针就是利用这种天然磁铁矿制成的。到20世纪30年代无线电技术的发展，迫切地要求高频损耗小的铁磁性材料。而四氧化三铁的电阻率很低，不能满足这一要求。1933年日本东京工业大学首先创制出含钴铁氧体的永磁材料，当时被称为OP磁石。30～40年代，法国、 日本、德国、荷兰等国相继开展了铁氧体的研究工作，其中荷兰菲利浦实验室物理学家J.L.斯诺克于1935年研究出各种具有优良性能尖晶石结构的含锌软磁铁氧体，于1946年实现工业化生产。1952年，该室J.J.文特等人曾经研制成了以 BaFe12O19为主要成分的永磁性铁氧体。这种铁氧体与1956年该室的G.H.永克尔等人所研究的四种甚高频磁性铁氧体具有类似的六角结构。1956年E.F.贝尔托和 F.福拉又报道了亚铁磁性的Y3Fe5O12的研究结果。其中代换离子Y有Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、 Tm、Yb和Lu等稀土离子。由于这类磁性化合物的晶体结构与天然矿物石榴石相同，故将其称之为石榴石结构铁氧体。迄今为止，除了1981年日本杉本光男采用超急冷法制得的非晶结构的铁氧体
软磁铁氧体磁芯现下的市场形态
软磁铁氧体磁芯现下的市场形态 发布时间：2014-7-7 9:59:17 浏览次数：16 软磁铁氧体磁性材料和软磁铁氧体磁芯统称软磁铁氧体，长期以来软磁铁氧体产量的增长是建立在其生产技术和应用技术共同发展的基础之上的。电子技术的飞速发展，对软磁铁氧体器件，如电感器、变压器、滤波器等不断提出了各种新的要求，这种要求促进了软磁铁氧体的发展，如适应开关电源向高频化发展的高频低功耗功率铁氧体材料，适应光纤通信和数字技术发展的宽频带变压器和抗干扰扼流圈用的高磁导率与宽频带铁氧体材料，同时具有高μ与高Bs的材料（双高材料），适应高清晰度和大屏幕显示器发展的偏转线圈和回扫变压器用高频低损耗功率材料，以及适应表面贴装技术发展的平面电感器和变压器用低烧结温度和低热阻的铁氧体材料等等，就是生产和应用技术共同发展的最直接结果。 在开发和研究过程中，由于软磁铁氧体材料和磁芯的研究始终结合在一起，从而形成了由各种软磁铁氧体材料制成的各种形状的磁芯，所有这些材料及磁芯的不同组合可以具有各种不同的性能、特点和用途，以满足各种需求。 软磁铁氧体磁芯材料是一种用途广、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发达程序的标志之一。 软磁铁氧体材料是品种最多、应用最广的一类磁性功能材料，也是铁氧体材料中发展最早的一类材料。自从1935年荷兰Philip实验室研究开发成功至今已有将近七十年的历史，其性能也已得到了很大的改进和提高。由于这类材料具有高的本征电阻率ρ，所以在交流条件下具有许多金属软磁材料所无法比拟的优越性且价格低廉，并可制成各种形状的磁芯，因此，在高频区一般都使用软磁铁氧体材料。用这类材料制成的磁芯被广泛应用于通信、广播、电视、自动控制、航天技术、计算机技术、电子设备及其它IT产业中来制作各种类型的电感器、变压器、扼流圈、抑制器和滤波器等器件。 目前由于软磁铁氧体具有广阔的发展前景和可预期的市场潜力，从而成为世界各国铁氧体公司开发和研究的重点。权威机构对全球软磁行业的评估认为，世界软磁铁氧体需求量的平均增长速度在今后几年中将继续保持在10%～15%的水平。由此可以看出，开发具有自己独立知识产权的可批量生产的综合性能好的软磁铁氧体材料并迅速占领市场已经成为各个公司的当务之急。本文在对软磁材料，特别是软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势进行综合分析之后，指出了一些研究和开发人员在材料研究中普遍容易忽视的问题。 一、软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势 一般地，从应用角度来分，软磁铁氧体材料主要分为功率材料和高磁导率材料两大类，为适应世界电子技术发展的需要，这两类铁氧体材料都已经得
软磁铁氧体基本磁特性
软磁铁氧体材料和磁心概述 软磁铁氧体材料和磁心概述 软磁铁氧体材料分类 铁氧体又称氧化物磁性材料，它是由铁和其它金属元素组成的复合氧化物。铁氧体采用陶瓷工艺，经高温烧结而制成各种形状的零件。实际上，所有在金属磁性材料中出现的磁现象，在铁氧体中也能观察到，但是有两个基本不同点：一是铁氧体的饱和磁化强度远远低于金属磁性材料，通常为金属材料的一半到五分之一；二是铁氧体的电阻率比金属磁高一百万倍以上。由于这种区别，对于低频（1000 赫兹以下）高功率的磁心一般采用金属磁性材料，用于较高频率（1000 赫兹以上）磁心采用铁氧体材料。按照铁氧体的特性和用途，可把铁氧体分为永磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁等五类；如果按照铁氧体的晶格类型来分，最重要的有尖晶石型、石榴石型和磁铅石型等三大类。高频变压器和电器中主要使用软磁铁氧体材料，因此下面主要叙述软磁铁氧体材料的分类及特性。大多数软磁铁氧体属尖晶石结构，一般化学表示式为MeFe 2O 4，这里 Me 表示二价金属元素，如：Mn、Ni、Mg、Cu、Zn等。软磁铁氧体材料是各种铁氧体材料中产量最多，用途最广泛的一种。这类材料的主要特点是起始磁导率高和矫顽力低，即容易磁化也极易退磁，其磁滞回线呈细而长形状。软磁铁氧体材料可按化学成分、磁性能、应用来进行分类。若按化学成分来分类，则主要可分为 MnZn 系、NiZn系和 MgZn 系三大类。MnZn 系铁氧体具有高的起始磁导率，较高的饱和磁感应强度，在无线电中频或低频范围有低的损耗，它是，1兆赫兹以下频段范围磁性能最优良的铁氧体材料。常用的MnZn 系铁氧体，其起始磁导率μi=400～20000，饱和磁感应强度 BS=400～530mT。MnZn 系铁氧体广泛制作开关电源变压器、回扫变压器、宽带变压器、脉冲变压器、抗电磁波干扰滤波电感器及扼流圈等，是软磁铁氧体中产量最大的一种材料（按重量计约占 60%）。NiZn 系铁氧体使用频率 100kHz～100MHz，最高可使用到300MHz。这类材料磁导率较低，电阻率很高，一般为 105～107Ωcm。因此，高频涡流损耗小，是 1MHz 以上高频段磁性能最优良有材料。常用的 NiZn 系材料，磁导率μi=5～1500，广泛用于制作各种高频固定电感器，可调电感器，谐振回路线圈，线性调节线圈抗电磁波干扰线圈等。附加少量 CuO 的 NiCuZn 系材料，最近在表面安装片式电感器中得到广泛应用。NiZn 系材料制成的各类小型磁心产量很大（按数量计），但按重量计的约占软磁铁氧体材料的 10% 左右。MgZn 系铁氧体材料中附加小量 MnO 后制成 MgMnZn系材料，电阻率较高，广泛用于制作各种显象管或显示的偏转线圈磁心，数量很大，产量约占软磁铁氧体材料的30%（按重量计）左右。MgZn 系铁氧体在某些高频电感线圈及天线线圈中也得到应用。
常见软磁材料
一). 粉芯类 1. 磁粉芯 磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。由于铁磁性颗粒很小（高频下使用的为0.5~5微米），又被非磁性电绝缘膜物质隔开，因此，一方面可以隔绝涡流，材料适用于较高频率；另一方面由于颗粒之间的间隙效应，导致材料具有低导磁率及恒导磁特性；又由于颗粒尺寸小，基本上不发生集肤现象，磁导率随频率的变化也就较为稳定。主要用于高频电感。磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。 常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。 磁芯的有效磁导率me及电感的计算公式为： me = DL/4N2S ′ 109 其中： D为磁芯平均直径（cm），L为电感量（享），N为绕线匝数，S为磁芯有效截面积（cm2）。 (1). 铁粉芯 常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。在粉芯中价格最低。饱和磁感应强度值在1.4T左右；磁导率范围从22~100; 初始磁导率mi随频率的变化稳定性好；直流电流叠加性能好；但高频下损耗高。 (2). 坡莫合金粉芯 坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux)。 MPP是由81%Ni, 2%Mo, 及Fe粉构成。主要特点是: 饱和磁感应强度值在7500Gs左右；磁导率范围大，从14~550; 在粉末磁芯中具有最低的损耗；温度稳定性极佳，广泛用于太空设备、露天设备等；磁致伸缩系数接近零，在不同的频率下工作时无噪声产生。主要应用于300KHz以下的高品质因素Q滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC电路中常用,粉芯中价格最贵。 高磁通粉芯HF是由50%Ni, 50%Fe粉构成。主要特点是: 饱和磁感应强度值在15000Gs左右；磁导率范围从14~160; 在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度，最高的直流偏压能力；磁芯体积小。主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因素校正电路等, 在DC 电路中常用，高DC偏压、高直流电和低交流电上用得多。价格低于MPP。 (3). 铁硅铝粉芯 (Kool Mm Cores) 铁硅铝粉芯由9%Al, 5%Si, 85%Fe粉构成。主要是替代铁粉芯，损耗比铁粉芯低80%，可在8KHz以上频率下使用；饱和磁感在1.05T左右；导磁率从26~125；磁致伸缩系数接近零，
关于编制软磁铁氧体项目可行性研究报告编制说明
软磁铁氧体项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.wendangku.net/doc/971663771.html, 高级工程师：高建
关于编制软磁铁氧体项目可行性研究报告 编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国软磁铁氧体产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5软磁铁氧体项目发展概况 (12)
铁氧体磁环
一。下面的是行业标准 1.1 GB／T9637－88《磁学基本术语和定义》，等同采用IEC50－901，代替等同采用IEC205的SJ／T1258－77《磁性材料与器件术语及定义》。 1.2 JJG1013－89《磁学计量常用名词术语和定义》（试行）为中华人民共和国国家计量检定规程，非等效采用IEC50－901制定的，和GB／T9677－88出自于一个文本，基本上都是一个翻译问题，内容基本一样，只是翻译成的中文表述不同。 1.3 SJ／T103213－91《铁氧体材料牌号与元件型号命名方法》，代替SJ／T1582－80。 本标准规定软磁铁氧体材料用R表示，如R20表示磁导率为20的软磁铁氧体材料。软磁铁氧体材料牌号已被等同采用IEC1332（1995）《软磁铁氧体材料分类》的电子行业标准SJ／T1766－97代替。 1.4 SJ／Z1766－81《软磁铁氧体材料系列及测试方法》 1.5 SJ／T1766－97《软磁铁氧体材料分类》电子行业标准等同采用IEC1332（1995） 1.6 GB／T9634－88《磁性氧化物外形缺陷极限规范的指南》等同采用IEC424（1973）制定 1.7 GB／T9632－88《通信用电感器和变压器磁芯测量方法》本标准等同采用IEC367－1（1982）制定。 1.8 GB／T9635－88《天线棒测量方法》本标准等同采用IEC492（1975）制定。 1.9 SJ／T3175－88《磁性氧化物圆柱形磁芯、管形磁芯及螺纹磁芯的测量方法》本标准等同采用IEC732（1982）制定。 1.10 SJ／T10281－91《磁性零件有效参数的计算》等同采用IEC205（1966）、205AMD （1976）、205AMD2（1981）制定。 1.11 GB／T11439－89《通信用电感器和变压器磁芯第二部分：性能规范起草导则》，等同采用IEC367－2（1974）、367－2AMD1（1983）、367－2A（1976）制定。GB／T11439－89在1995年国家标准消化整理以后，被转化为电子行业标准SJ／T11076－96。 1.12 SJ／T9072．3－97《变压器和电感器磁芯制造厂产品目录中有关铁氧体材料资料的导则》等同采用IEC401（1993，第二版），代替SJ／Z9072－3－87二。以下为搜集整理 2.1前景广阔的软磁铁氧体材料
磁性材料的基本特性及分类参数
一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2）
软磁铁氧体现状与发展
软磁铁氧体现状与发展 摘要： 本文讨论分析了软磁铁氧体国内外研究、生产、专用工艺设备、市场现状。详细论讨了高磁导率铁氧体、功率铁氧体、迭层片式电感器用的铁氧体粉料等铁氧体的技术发展动向。 1.前言 软磁铁氧体应用广，用量大的一种磁性材料。1997 年世界产量22 万吨，其中我国产量 5 万吨，预计2000 年世界产量将达到30 万吨，2005 年达到45 万吨，预计今年我国将达到6 万吨，2005 年将超过15 万吨，约占全世界软磁铁氧体总量的1/3 ，占世界第一位。但我国尚存在工艺技术比较低，一些专用工艺设备较落后，造成产品档次不够高等问题，有待进一步解决。 在软磁铁氧体的产量中，高磁导率铁氧体约占20 ％，功率铁氧体约占25 ％，宽带射频铁氧体，电子镇流器约占15 ％，其余的如抗电磁干扰（EMI ），偏转磁芯等约占40 ％。 2技术发展方向 2.1 软磁铁氧体制备工艺 从80 年代以来，我国引进国外先进工艺设备和工艺技术，使生产规模和效率有显著提高，一些产品性能在较短的时间内达到国际水平。但生产的自动化程度还跟不上发达国家著名铁氧体公司，他们生产线用“电脑集成制造”（CIM ）和“电脑/ 人联合集成”（CHIM ），用电脑控制自动完成制粉、成型、烧结、磨削及包装等工序，使产品合格率达95?99 %。 2.2 高磁导率铁氧体 由于高磁导率铁氧体在数字通讯，光纤通讯及电磁兼容等领域中大量应用，促使其制备工艺逐渐 完善，不断提高性能，国外研制水平卩i为20000?23000，国内外有关生产水平列于表1。值得提及的表1中列出的卩i值国内厂家属于小批量生产性能，大批量生产的卩i值为7000?8000，研 制水平为12000 ?13000 。海宁天通电子有限公司陆明岳开发的产品，1999 年6月通过省级新产
铁粉基软磁材料介绍
铁粉基软磁材料介绍 1材料种类 海绵铁从1910年开始生产,但直到1946年瑞典赫格纳斯公司才建立起世界第一家铁粉厂,现在铁粉生产已成为一种工业。60年代建立起雾化制粉工艺,整个铁粉工业年产铁粉逾80万ｔ。这种材料大部分用于粉末冶金工业,按严格技术要求生产终形制品。高纯度与高压缩性铁粉的开发,为粉末冶金制品开辟了软磁应用领域。 采用粉末冶金技术,压制铁粉并在高温下烧结,可得到相当于纯铁铸件的软磁部件。不损害压缩性的合金化方法的开发,提供了大量的合金化材料。合金添加剂提高电阻率,导致较低的涡流损耗。合金化材料在高温下烧结也可得到高磁导率。可是,合金添加剂也降低饱和磁感,而且合金含量在商业使用上还有一个限度。一般认为,这些材料适合于直流电应用,或很低频率的应用。 减少铁颗粒涡流损耗的另一种方法是在颗粒之间引入绝缘层。绝缘层可以是有机树脂材料或无机材料,因而这些材料是软磁复合材料。绝缘层可以有效地降低涡流损耗,但绝缘层的作用像气隙一样,因而也降低了磁导率。通常用降低绝缘层厚度、压制到高密度和进行热处理消除或减少应力来部分地恢复磁导率。性能的变化取决于所使用的频率。因而最近几年迅速发展了一系列材料与工艺。 软磁复合材料的最新开发,旨在生产可在较低频率下使用的部件。像电机一类通常是在50-60Ｈｚ频率下工作,但微型化趋势可能将频率增加到100Ｈｚ或300Ｈｚ。将低频应用的烧结软磁材料与50Ｈｚ应用的软磁复合材料对比一下是有趣的。这种对比是在50Ｈｚ与0 5Ｔ条件下进行的,因为在较高磁感下的涡流损耗比例相当大,对于烧结材料性能的测定是困难的。 高电阻率的烧结材料在50Ｈｚ下的总损耗接近于软磁复合材料的总损耗。而烧结材料的总损耗中涡流损耗占有很高比例,而软磁复合材料的总损耗几乎全是磁滞损耗。 对比软磁复合材料的直流磁滞曲线与50Ｈｚ时的磁滞曲线,这些曲线实际上是相同的,因而证实总损耗几乎全是磁滞损耗。一种高电阻率材料(含3%Ｓｉ的烧结铁)在直流和在0 05Ｈｚ、0 5Ｈｚ和50Ｈｚ交流时的磁滞曲线的面积随频率的增加而增加,证实存在着涡流损耗。 低频到中频应用的传统材料是叠层钢片。堆叠钢片或堆叠前将钢片表面绝缘,可降低堆叠方向上的涡流。平行于钢片方向上显示出金属合金的高磁导率和损耗值。在低到中频使用的粉末材料几乎都是雾化铁粉。烧结材料要经受高达1250℃的高温,这保证了扩散与良好的颗粒接触。软磁复合材料在不高于500℃的温度进行热处理,因而它本身限制了烧结材料那样的颗粒接触。 表面绝缘的效果：纯铁粉与添加0 5%Ｋｅｎｏｌｕｂｅ的绝缘粉Ｓｏｍａｌｏｙ500,均在800ＭＰａ压制(密度7 34ｇ/ｃｍ3)并在空气中于500℃热处理30ｍｉｎ。结果表明：在50Ｈｚ时的总损耗是相似的,但纯铁的总损耗由于较高比例的涡流损耗比例而从60Ｈｚ开始迅速增大。表面绝缘层能耐500℃热处理,并保持低的涡流损耗。 2工艺参数对性能的影响
软磁铁氧体材料基本类别及主要应用Featuresand
软磁铁氧体材料基本类别及主要应用(Features and applicat ion of Soft magnet) 软磁铁氧体按成份一般分为MnZn、NiZn系尖晶石和平面型两大类。前者主要用于低、中频(MnZn)和高频(NiZn)，后者可用于特高频范围；从应用角度又可分高磁导率μi、高饱和磁通密度Bs、高电阻率及高频大功率(又称功率铁氧体)等几大类。由于软磁铁氧体在高频作用下具有高导磁率、高电阻率、低损耗等特点，同时还具有陶瓷的耐磨性，因而被广泛用于工业和民用等领域。工业产品主要用于计算机、通信、电磁兼容等用开关电源、滤波器和宽带变压器等方面；民用产品主要用于电视机、收录机等电子束偏转线圈、回扫变压器、中周变压器、电感器及轭流圈部分等。 一：国内外研发现状： 在软磁铁氧体磁性材料中一般以μi>5000的材料称为高磁导率，该材料近年来产量不断递增，尤其是随着当今数字技术和光纤通信的高速发展，以及市场对电感器、滤波器、轭流圈、宽带和脉冲变压器的需求大量增加，它们所使用的磁性材料都要求μi>10000以上，从而可使磁芯体积缩小很多，以适应元器件向小型化、轻量化发展要求。另外为满足使用需求，这类高磁导率小磁芯表面必须很好，平滑圆整，没有毛刺，且表面上须涂覆一层均匀、致密、绝缘、美观的有机涂层，针对这一技术难点，高磁导率软磁铁氧体产业需求中迫切希望再提高该功能材料的磁导率(μi>10000)。 上世纪90年代后，一些国外知名公司如日本TDK、TOKIN、HITACHI、IROX-NKK、FDK、KAWATETSU等、德国SIEMENS、荷兰Philips、美国SPANG磁性分公司等相继研发出新一代超高磁导率H5D(?i=15000)、H5E(?i=18000)铁氧体材料。日本TDK公司是全球磁性材料最富盛名的领头羊企业，他们在早期生产的H5C2(?i=10000)基础上，又先后开发了H5C3(?i=12000)、H5D(?i=15000)和H5E(?i=18000)等系列高?软磁铁氧体材料；90年代末已试验成功?i=20000的超高磁导率Mn-Zn铁氧体材料。TOKIN公司已向市场推出了12000H(?i=12000)、15000H(?i=15000)和18000H(?i=18000)的铁氧体材料。德国西门子、荷兰飞利浦、美国SPANG公司分别开发的高磁导率软磁铁氧体T42、T46、T56、3E6、3E7和MAT-W、MAT-H材料，其中T46:?i=15000、3E7:?i=15000、MA T-H:?i=15000，2000年西门子和飞利浦公司研制的T56、3E9材料最高磁导率已超过?i=18000。 虽然，我国软磁铁氧体工业发展较快，现有的生产厂家通过技术改造和工艺改进已取得不少成果，产品质量和产量得到明显提高，但目前国内只能大量生产?i=5000-7000的低档铁氧体材料，在高磁导率锰锌铁氧体材料研发生产上，国内与国外的水平与距离相差甚远，且大多数企业生产规模还太小，年产量普遍在1000吨以下，μi>10000的材料生产厂家更是屈指可数，而初具规模的国外公司一般年产软磁铁氧体在3000吨以上，TDK、FDK等公司年产量更是高达20000吨以上。依据我国磁性行业协会的统计，1999年我国生产μi=8000-10000材料的产量很少，但2000年后生产这类中低档软磁铁氧体材料却有较大改观。上海、浙江、
软磁铁氧体烧结过程的质量问题现象及解决措施
软磁铁氧体烧结过程的质量问题现象及解决措施 一、烧结条件对磁性能的影响 烧培条件对铁氧体的磁性能有很大影响。烧结温度、烧结气氛和冷却方 式是烧结条件的三个主要方面。 (一)烧结温度对磁性能的影响 一般说来，烧结温度偏低时，晶粒大小不均匀，气孔分散于晶界和晶粒内部，呈不规则多面形。磁导率μi和剩磁感应强度Br都较低，但是矫顽力HCB 较大。烧结温度适当，则晶粒趋于均匀、气孔呈球形、烧结密度较低、磁导率μi和剩磁感应强度Br较大，矫顽力HCB有所减少。烧结温度过高时，晶粒虽然增大，但是由于内部的气孔迅速膨胀，有的杂质发生局部熔融而使晶界变形，则不仅烧结密度低，磁导率μi和剩磁感应强度Br也将显著下降，机械性能极其 脆弱，无实用价值。 对软磁铁氧体而言，在一定的烧结温度范围内，初始磁导率μi随烧结温度升高而增大，损耗角正切tgδ也随温升而增大(即Q值减少)。对硬磁铁氧体而言，烧结温度高，剩磁感应强度Br也高，而矫顽力HCJ减小。对旋磁铁氧体而言；烧结温度高，则饱和磁化强度也较高。在生产中，必须针对各种材料的不同特点，结H合产品的其它性能要求而区别对待，由试验确定最佳的烧结温度。 (二)烧结气氛对磁性能的影响 气氛条件对铁氧体烧结非常重要，尤其对含有易变价的Mn，Fe，Cu，Co等金属元素的铁氧体，在烧结过程中随着氧分压和温度的变化而发生电价的变化以至相变，过度的氧化与还原，就有另相析出（如α-Fe2O3，FeO，Fe3O4，Mn2O3等）， 将导致磁性能的急剧变化。 在升温阶段，因为还没有形成单一尖晶石相，对周围气氛要求不苛刻，在空气中、真空中或氮气中升温均可；在保温过程中，由于发生了气孔的排除、晶粒的长大和完善、单一结构铁氧体的生成，这些均要求控制好烧结气氛。可以说，烧结气
磁性材料的基本特性及分类参数
一.磁性材料的基本特性 1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2.软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁
性材料的厚度t及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2） 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 二、软磁材料的发展及种类 1.软磁材料的发展 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。 到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。 2.常用软磁磁芯的种类 铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。 按（主要成分、磁性特点、结构特点）制品形态分类：
软磁材料
软磁材料基本知识 一、软磁材料的发展及种类 1.软磁材料的发展 软磁材料在工业中的应用始于十九世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到二十世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到二十年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从四十年代到六十年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入七十年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。 2.常用软磁磁芯的种类 铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。 按(主要成分, 磁性特点, 结构特点) 制品形态分类: 1). 合金类：硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金 2). 粉芯类：磁粉芯，包括：铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯（High Flux）、坡莫合金粉芯（MPP） 3). 铁氧体类：算是特殊的粉芯类， 包括：锰锌系、镍锌系 常用软磁材料的分类及其特性(Soft Magnetic Materials)
二、软磁材料的分类介绍 (一). 合金类 1.硅钢 硅钢是一种合金，在纯铁中加入少量的硅（一般在 4.5%以下）形成的铁硅系合金称为硅钢，该类铁芯具有最高的饱和磁感应强度值为20000 高斯；由于它们具有较好的磁电性能，又易于大批生产，价格便宜，机械应力影响小等优点，在电力电子行业中获得极为广泛的应用，如电力变压器、配电变压器、电流互感器等铁芯。是软磁材料中产量和使用量最大的材料。也是电源变压器用磁性材料中用量最大的材料。特别是在低频、大功率下最为适用。常用的有冷轧硅钢薄板DG3、冷轧无取向电工钢带DW、冷轧取向电工钢带DQ，适用于各类电子系统、家用电器中的中、小功率低频变压器和扼流圈、电抗器、电感器铁芯，这类合金韧性好，可以冲片、切割等加工，铁芯有叠片式及卷绕式。但高频下损耗急剧增加，一般使用频率不超过400Hz。从应用角度看，对硅钢的选择要考虑两方面的因素：磁性和成本。对小型电机、电抗器和继电器，可选纯铁或低硅钢片；对于大型电机，可选高硅热轧硅钢片、单取向或无取向冷轧硅钢片；对变压器常选用单取向冷轧硅钢片。在工频下使用时，常用带材的厚度为0.2~0.35 毫米；在400Hz 下使用时，常选0.1 毫米厚度为宜。厚度越薄，价格越高。 2.坡莫合金 坡莫合金常指铁镍系合金，镍含量在30~90%范围内。是应用非常广泛的软磁合金。通过适 当的工艺，可以有效地控制磁性能，比如超过十万的初始磁导率、超过一百万的最大磁导率、低到千分之二奥斯特的矫顽力、接近1 或接近零的矩形系数，具有面心立方晶体结构的坡莫合金具有很好的塑性，可以加工成 1 微米的超薄带及各种使用形态。常用的合金有1J50、1J79、1J85 等。1J50 的饱和磁感应强度比硅钢稍低一些，但磁导率比硅钢高几十倍，铁损也比硅钢低2~3 倍。做成较高频率(400~8000Hz)的变压器，空载电流小，适合制作100 瓦以下小型较高频率变压器。1J79 具有好的综合性能，适用于高频低电压变压器，漏电保护开关铁芯、共模电感铁芯及电流互感器铁芯。1J85 的初始磁导率可达十万以上，适合于作弱信号的低频或高频输入输出变压器、共模电感及高精度电流互感器等。 3.非晶合金(Amorphous alloys) 硅钢和坡莫合金软磁材料都是晶态材料，原子在三维空间做规则排列，形成周期性的点阵 结构，存在着晶粒、晶界、位错、间隙原子、磁晶各向异性等缺陷，对软磁性能不利。从磁性物理学上来说，原子不规则排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶态结构对获得优异软磁性能是十分理想的。非晶态金属与合金是70 年代问世的一个新型材料领域。它的制备技术完全不同于传统的方法，而是采用了冷却速度大约为每秒一百万度的超急冷凝固技术，从钢液到薄带成品一次成型，比一般冷轧金属薄带制造工艺减少了许多中间工序，这种新工艺被人们称之为对传统冶金工艺的一项革命。由于超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在，称之为非晶合金，被称为是冶金材料学的一项革命。这种非晶合金具有许多独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。 由于它的性能优异、工艺简单，从80 年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。目前美、日、德国已具有完善的生产规模，并且大量的非晶合金产品逐渐取代硅钢和坡莫合金及铁氧体涌向市场。 常用的非晶合金的种类有：铁基、铁镍基、钴基非晶合金以及铁基纳米晶合金。 目前，非晶软磁合金所达到的最好单项性能水平为： 初始磁导率μ0 = 14 × 104 钴基非晶 最大磁导率μm = 220 × 104 钴基非晶 矫顽力Hc = 0.001 Oe 钴基非晶 矩形比Br/Bs = 0.995 钴基非晶 饱和磁化强度4πMs = 18300 Gs 铁基非晶 电阻率ρ = 270 微欧厘米 常用的非晶合金的种类有：铁基、铁镍基、钴基非晶合金以及铁基纳米晶合金。其国家牌号及性能特点见表及图所示，为便于对比，也列出晶态合金硅钢片、坡莫合金1J79 及铁氧体的相应性能。这几类材料各有不同的特点，在不同的方面得到应用。 牌号基本成分和特征 1K101 Fe-Si-B 系快淬软磁铁基合金 1K102 Fe-Si-B-C 系快淬软磁铁基合金 1K103 Fe-Si-B-Ni 系快淬软磁铁基合金 1K104 Fe-Si-B-Ni Mo 系快淬软磁铁基合金 1K105 Fe-Si-B-Cr(及其他元素)系快淬软磁铁基合金 1K106 高频低损耗Fe-Si-B 系快淬软磁铁基合金 1K107 高频低损耗Fe-Nb-Cu-Si-B 系快淬软磁铁基纳米晶合金 1K201 高脉冲磁导率快淬软磁钴基合金 1K202 高剩磁比快淬软磁钴基合金 1K203 高磁感低损耗快淬软磁钴基合金 1K204 高频低损耗快淬软磁钴基合金 1K205 高起始磁导率快淬软磁钴基合金 1K206 淬态高磁导率软磁钴基合金