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铁磁性材料的性能以及分类有哪些,铁磁性材料的性能以及分类

发布时间:2023-12-11 19:46:08编辑:温柔的背包来源:

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铁磁性材料的性能以及分类有哪些,铁磁性材料的性能以及分类

铁磁材料主要是指铁、钴、镍及其合金或一些含铁的氧化物。一、铁磁材料的磁性1、高导磁率1)所谓铁磁材料具有高导磁率,是指在外加磁场的作用下能够被强烈磁化,表现出巨大的磁性。铁磁性物质可以被强烈磁化,这是由其特殊的微观结构决定的。

2)磁畴是指磁性材料内部的小区域,每个区域包含大量的原子。这些原子的磁矩像小磁铁一样排列整齐,但相邻不同区域之间原子磁矩的方向不同,如下图所示:

畴之间的界面称为畴壁。宏观物体一般有许多磁畴,它们随机取向,无序排列,它们的磁性相互抵消,不向外界显示磁性。但在外磁场的作用下,磁畴大致沿外磁场方向排列,产生与外磁场同向的强磁化磁场,大大增加了铁磁材料中的磁感应强度,从而使铁磁材料对外显得很有磁性。或者铁磁物质被外部磁场强烈磁化。2、磁饱和

1)磁饱和是磁性材料的一种物理性质,是指由于物理结构的限制,导磁材料的磁通量不能无限增加,从而保持一定量的状态。磁饱和的原因是当外磁场的磁场强度H增大到一定值时,铁磁材料中的磁畴基本上都是沿外磁场方向排列的。当H增加时,附加磁场的增加是有限的。

2)上图为研究铁磁材料磁化过程的实验装置及磁化曲线B-H曲线。要研究的铁磁性材料放在图中的环形铁环中。利用双刀双掷开关可以改变线圈中电流的方向,通过调节电阻可以改变线圈中的电流,从而改变磁场强度h .线圈中的磁感应强度B可以用测量仪器测量。用描点法可以画出磁化线的B-H曲线。

3)铁磁材料饱和时的磁感应强度Bm也叫饱和磁通密度Bs,是铁磁材料的重要磁性指标。从b=/s可以看出,要获得一定的磁通,许用磁通密度越大,所需铁芯的截面积越小,许用磁通密度取决于铁磁材料的B=/S。3、滞后

1)铁磁材料在重复磁化过程中,其磁感应强度总是滞后于其磁场强度的变化,这种现象称为磁滞现象。磁滞现象是当去除外部磁场时,磁畴的畴壁由于掺杂和内应力而难以恢复到原来状态的现象。

2)上图中,当线圈电流减小到零时,励磁电流产生的磁场强度H也为零,但铁芯磁化时获得的磁性并没有完全消失。此时保留在铁芯中的磁感应强度称为剩磁。为了去除剩磁,在线圈中施加反向电流,从而产生反向磁化的反向磁场强度H,使剩磁为零的反向磁场强度称为矫顽力。3)铁磁材料反复交替磁化时,表示B与H关系的闭合曲线称为磁滞回线。

4)磁滞损耗是铁磁性材料反复磁化过程中,外加磁场克服磁畴间的障碍,转动磁矩所消耗的能量。这部分能量转化为热能,使设备发热,降低效率。它是电气设备铁损的一个组成部分。磁滞回线包围的面积越大,磁滞损耗越大。此外,磁滞损耗还与重复磁化的频率有关。频率越高,磁滞损耗越大。铁磁材料的分类二、软磁材料

软磁材料磁导率高,剩磁和矫顽力小,磁滞回线窄,磁滞损耗小。一般用于制造电机、变压器、电器的铁芯。常用的有硅钢、铸铁、坡莫合金和铁氧体。2、硬磁材料剩磁和矫顽力大,磁滞回线宽,一般用于制作永磁体。常用的材料有碳钢、钴钢和钨钢。3、磁矩磁性材料

矩形磁性材料的磁滞回线是矩形的,其特点是在一个很小的外磁场作用下磁化饱和。去掉外磁场后,磁性基本饱和。磁矩磁性材料可用于制造存储元件。

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