5.3 常用磁性材料的規格與應用

磁性材料是由鐵磁性物質或亞鐵磁性物質組成的，現已廣泛應用在日常生活中，如變壓器中的鐵芯、計算機用磁記錄軟盤等。

5.3.1 電工常用磁性材料的種類及特點

電工常用磁性材料按其特性及應用范圍可分為軟磁性材料、硬磁性材料和特殊磁性材料三大類，具體分類如圖5-28所示。

1．軟磁性材料

軟磁性材料也是一種導磁材料，這種材料在較弱的外界磁場作用下也能傳導磁性，且隨外界磁場的增強而增強，并能夠快速達到磁飽和狀態；同樣，軟磁性材料也會隨外界磁場的減弱而減弱，當撤掉外界磁場后，其磁性基本也會消失。常見的軟磁性材料主要有電工用純鐵、電工用硅鋼板、鐵鎳合金、鐵鋁合金及軟磁鐵氧體等，如圖5-29所示。

2．硬磁性材料

硬磁性材料又稱永磁性材料，該材料在外界磁場的作用下也能產生較強的磁感應強度，但當其達到磁飽和狀態時，去掉外界磁場后，還能在較長時間內保持較強和穩定的磁性。常見的硬磁性材料主要有鋁鎳鈷合金硬磁性材料和鐵氧體硬磁材料等，如圖5-30所示。

3．特殊磁性材料

特殊磁性材料是指具有特殊用途及性能的一類磁性材料。如磁溫度補償合金、磁記憶材料、磁記錄材料等，如圖5-31所示。

5.3.2 電工常用磁性材料的選用

磁性材料的應用很廣泛，可用于電表、電動機中，也可作為記憶元件、微波元件等。

1．軟磁性材料

根據軟磁性材料的特性，它通常應用在電動機、揚聲器、變壓器中作為鐵芯導磁體，或者在變壓器、扼流圈、繼電器中作為鐵芯，如圖5-32所示。

電工用純鐵、電工用硅鋼板、鐵鎳合金、鐵鋁合金及軟磁鐵氧體等，是電工材料中常見的軟磁性材料，其具體應用如下。

（1）電工用純鐵。

電工用純鐵一般軋制成厚度不超過4mm的板材，其飽和磁感應強度高，冷加工性能好，但其電阻率較低，一般只用于直流磁場或低頻條件下。

（2）電工用硅鋼板。

電工用硅鋼板的電阻率比電工用純鐵高很多，但熱導率低，硬度高，適用于各種交變磁場的環境。它是電動機、儀表、電信等工業部門廣泛應用的重要磁性材料，通常又可細分為熱軋硅鋼板和冷軋硅鋼板兩種。常用的硅鋼板厚度有0.35mm和0.5mm兩種，多在交/直流電動機、變壓器、繼電器、互感濾波器、開關等產品中作為鐵芯使用。

（3）鐵鎳合金。

鐵鎳合金俗稱坡莫合金，與上述兩種軟磁性材料相比，其磁導率極高，適用于工作在頻率為1 MHz以下的弱磁場中。

（4）鐵鋁合金和軟磁鐵氧體。

鐵鋁合金多用于弱磁場和中等磁場下工作的元器件中。軟磁鐵氧體是一種復合氧化物燒結體，其硬度高，耐壓性好，電阻率也較高，但飽和磁感應強度低，溫度熱穩定性也較差，適用于高頻或較高頻范圍內的電磁元器件。

2．硬磁性材料

根據硬磁性材料的特性，它常作為儲存和提供磁能的永久磁鐵，如磁帶、磁盤和微電動機的磁鋼等，如圖5-33所示。

鋁鎳鈷合金硬磁性材料和鐵氧體硬磁性材料等是電工材料中常用的硬磁性材料，其具體應用如下：

（1）鋁鎳鈷合金硬磁材料。

鋁鎳鈷合金硬磁性材料是電動機工業中應用很廣的一種材料，該材料的磁感應強度受溫度影響小，具有良好的磁特性，但其熱穩定性和加工工藝較差。它主要用來制造永磁電動機和微電動機的磁極鐵芯以及電信工業中的微波器件等。

（2）鐵氧體硬磁性材料。

鐵氧體硬磁性材料以氧化鐵為主，該材料的電阻率高、磁感應強度受溫度的影響大、硬度高、脆性大。它主要用于在動態條件下工作的硬磁體，如儀表電動機、磁療器械及電聲部件等的永磁體。

3．特殊磁性材料

磁溫度補償合金、磁記憶材料、磁記錄材料等都是電工材料中的特殊磁性材料，其具體應用如下。

① 磁溫度補償合金是一種磁感應強度隨溫度升高而急劇變小的一種磁性材料，一般在風向風速表、電壓調整器、里程速度表及電能表中應用。

② 磁記憶材料在目前電子信息化時代中應用較為廣泛，這種材料的工作頻率高、制造工藝簡單、成本低，常用于電子計算機中作為存儲元件的磁芯。

③ 磁記錄材料是指磁頭材料，該材料的磁導率高、電阻率大、耐磨損，常用作記錄、存儲和再現信息的磁性材料。