1.3.2　軟磁材料

軟磁材料是指磁滯回線比較窄、其矯頑力不大于1000A/m的磁性材料，它具有磁導(dǎo)率高、剩磁和矯頑力低、容易磁化和去磁、磁滯損耗小等磁特征。在工程上主要用來減小磁路磁阻和增大磁通量，它適于制作傳遞、轉(zhuǎn)換能量和電信號的磁性零部件或器件。通常分為金屬軟磁材料和鐵氧體軟磁材料兩大類。金屬軟磁材料與鐵氧體軟磁材料相比，具有飽和磁感應(yīng)強度高、矯頑力低、電阻率低等特點，其品種主要包括電工用純鐵、電工用純鋼片、鐵鎳合金、鐵鋁合金和鐵鈷合金等。

軟磁材料選用時要考慮應(yīng)用的場合。在強磁場下使用的材料應(yīng)具有低的鐵損和高的磁感應(yīng)強度，如用作發(fā)電機、電力變壓器、電機等電氣設(shè)備的鐵芯。在弱磁場下應(yīng)具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力等磁性能，如用作高靈敏度繼電器、電工儀表、小功率變壓器等電器中電磁元件鐵芯材料。在高頻條件下使用，除了應(yīng)磁導(dǎo)率高和矯頑力低之外，還應(yīng)具有高的電阻率，以降低渦流損耗，如用作電視機中頻變壓器、調(diào)諧電感電抗器以及磁飽和放大器等的鐵芯材料。此外，在某些特殊條件下使用的軟磁材料，應(yīng)滿足其不同的特殊要求，如恒導(dǎo)磁材料要求在一定的磁感應(yīng)強度范圍內(nèi)材料的磁導(dǎo)率基本保持不變，可用作恒電感和脈沖變壓器的鐵芯材料。

電工用的純鐵是一種純度在98%以上、含碳量不大于0.04%的軟鐵，它具有飽和磁感應(yīng)強度高、磁導(dǎo)率高和矯頑力低等優(yōu)良的軟磁性能。電工純鐵一般軋成不超過4mm厚的板材，用于直流或脈動成分不大的電器中作為導(dǎo)磁鐵芯。電工純鐵實物如圖1-27所示，它可分為原料純鐵、電子管純鐵和電磁純鐵三種。

電工用的硅鋼片是一種含硅量為0.5%～4.8%的鐵鋁合金板材和帶材，它具有磁導(dǎo)率高、電阻率大、磁滯損耗小等特點，但其飽和磁感應(yīng)強度和熱導(dǎo)率較低、脆性較大，適于作工頻交流電磁器件，如變壓器、互感器、繼電器等的鐵芯，是電工產(chǎn)品中應(yīng)用最廣、用量最大的磁性材料。按制造工藝可分為熱軋和冷軋兩種，按晶粒取向可分為取向硅鋼片和無取向硅鋼片兩大類。圖1-28為EI型冷軋取向硅鋼片實物圖。

圖1-27　電工純鐵實物圖

圖1-28　EI型冷軋取向硅鋼片實物圖

在鐵中加入38%～81%的鎳，經(jīng)真空冶煉即成鐵鎳合金（又稱坡莫合金）。具有起始磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率非常高、矯頑力低、低磁場下磁滯損耗相當?shù)汀㈦娮杪蚀蟆⒛透g性好等特點，但其飽和磁通密度不如硅鋼片。可用于制作在弱磁場工作的鐵芯材料、磁屏障材料以及脈沖變壓器材料等。如用于高頻或中頻電感、變壓器、磁放大器、微特電機和儀表作為鐵芯以及用作電訊器件的磁屏等。

鐵鋁合金具有較高的起始磁導(dǎo)率和很高的電阻率，硬度高、耐磨性好、矯頑力低、磁滯損耗較低、抗振動、抗沖擊、價格低等，但加工性能較差，主要用來制作弱磁場中工作的音頻變壓器、脈沖變壓器、靈敏繼電器等。

鐵鈷合金的飽和磁感應(yīng)強度和居里溫度均較高，但價格也較高，常用于高溫場合。

粉末軟磁材料是用粉末冶金方法，經(jīng)過壓制、燒結(jié)、熱處理等工藝制造而成的，主要用于無線電、電信、電子計算機和微波技術(shù)等弱電技術(shù)中，常用的有軟磁鐵氧體、燒結(jié)鐵及鐵合金等。軟磁鐵氧體是一種非金屬磁性材料，具有電阻率高、高頻范圍內(nèi)磁導(dǎo)率高、磁損耗小等特點，可用作中頻和高頻變壓器、脈沖和開關(guān)電源變壓器、高頻焊接變壓器、低通濾波器及可控硅電流上升率限制電感的鐵芯。