功能材料(磁性材料)ppt课件.ppt

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1、火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去功能材料功能材料Function Materials主讲：克默迪企业主讲：克默迪企业 杨子中杨子中火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去第五章第五章 磁性材料磁性材料 具具备备强强磁磁性性的的材材料料称称为

2、为磁磁性性材材料料。磁磁性性材材料料具具有有能能量量转转换换、存存储储或或改改变变能能量量状状态态的的功功能能，是是重重要要的的功功能能材材料料。按按矫矫顽顽力力的的大大小小可可将将磁磁性性材材料料分分为为硬硬磁磁、半半硬硬磁磁、软软磁磁材材料料三三种种。从从应应用用方方面面考考虑虑，磁磁性性材材料料可可分分为为软软磁磁材材料料、硬硬磁磁材材料料、磁磁记记录录材材料料及及一一些些特特殊殊用用途的磁性材料等等。途的磁性材料等等。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，

3、披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 近近年年来来，磁磁性性材材料料又又有有了了突突飞飞猛猛进进的的发发展展，一一些些新新型型的的磁磁性性材材料料受受到到了了重重砚砚，并并正正在在走走向向实实用用。如如稀稀土土永永磁磁材材料料，室室温温磁磁致致冷冷材材料料、新新型型的的多多层层膜膜磁磁记记录录材材料料、有有机机铁铁磁磁材材料料、准准晶晶、非非晶晶材材料料；铁铁氧氧体体材材料料、铁铁电电反反铁铁磁磁材材料料等等已已成成为为近近几几年年来来磁磁性性功功能能材材料料领领域域研研究究的的热热点点。磁磁性性材材料料广广泛泛地地应应用用于于计计算算机机、通通讯讯、自自动动化化、音音像像、电电机机

4、、仪仪器器仪仪表表、航航空空航航天天、农农业业、生生物与医疗等技术领域。物与医疗等技术领域。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 磁磁性性材材料料的的应应用用已已涉涉及及到到工工、农农、医医、现现代代科科技技、国国防防和和人人类类生生活活的的各各个个领领域域。据据统统计计19941994年年全全球球磁磁性性材材料料产产量量约约650650一一750750万万吨吨。产产值值100100亿亿美美元元以以上上。全全球球每每

5、人人每每年年消消耗耗磁磁性性材材料料价价值值2 2美美元元。全全球球磁磁性性材材料料需需求求量量每每年年以以l0l0一一25%25%速速度度增增长长。新新型型磁磁性性材材料料、新新技技术术和和新新工工艺艺不不断断涌涌现现。是是最活跃的材料领域之一。最活跃的材料领域之一。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去5.1 5.1 软磁材料软磁材料 矫矫顽顽力力低低(H(Hcici100A100Am)m)、磁磁导导率率高高的的磁

6、磁性性材材料料称称为为软软磁磁材材料料。软软磁磁材材料料的的磁磁滞滞回回线线细细长长，磁磁导导率率高高，矫矫顽顽力力低低，铁铁芯芯损损耗耗低低，容容易易磁磁化化，也也容容易易去去磁磁。它它主主要要应应用用于于制制造造发发电电机机和和电电动动机机的的定定子子和和转转子子；变变压压器器、电电感感器器、电电抗抗器器、继继电电器器和和镇镇流流器器的的铁铁芯芯；计计算算机机磁磁芯芯；磁磁记记录录的的磁磁头头与与磁磁介介质质；磁磁屏屏蔽蔽；电电磁磁铁铁的的铁铁芯芯、极极头头与与极极靴靴；磁磁路路的的导导磁磁体体等等。它它是是电电机机工工程程、无无线线电电、通通讯讯、计计算算机机、家家用用电电器器和和高高新

7、技术领域的重要功能材料。新技术领域的重要功能材料。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 软软磁磁材材料料的的种种类类很很多多，大大致致可可分分为为金金属属软软磁磁材材料料及及软软磁磁铁铁氧氧体体。现现有有软软磁磁材材料料若若按按磁磁特特性性可可分分为为高高磁磁感感材材料料、高高导导磁磁材材料料、高高矩矩形形比比材材料料、恒恒导导磁磁材材料料、温温度度补补偿偿材材料料等等；若若按按材材料料的的成成分分，可可分分为为电电

8、工工纯纯铁铁、Fe-SiFe-Si合合金金、Ni-FeNi-Fe合合金金、Fe-A1Fe-A1合合金金(包包括括Fe-Si-AlFe-Si-Al合合金金)和和Fe-CoFe-Co合合金金等等；也也可可分分为为晶晶态态、非非晶晶态态及纳米晶软磁材料等。及纳米晶软磁材料等。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 金金属属软软磁磁(合合金金)材材料料是是磁磁性性材材料料中中用用途途最最广广，用用量量最最大大的的一一类类材材料

9、料，包包括括纯纯铁铁，电电工工钢钢，合合金金及及非非晶晶态态合合金金。不不同同的的工工作作条条件件，对对材材料料的的性性能能要要求求亦亦有有不不同同：在在强强磁磁场场下下工工作作的的磁磁性性部部件件，如如电电力力工工业业中中大大量量使使用用的的电电动动机机、发发电电机机、大大功功率率变变压压器器、电电磁磁铁铁等等，要要求求所所用用的的磁磁性性材材料料应应具具有有高高的的饱饱和和磁磁感感应应强强度度，价价格格便便宜宜，生生产产工工艺艺简简单单，便便于于大大批批生生产产；在在通通讯讯技技术术中中常常用用的的变变压压器器、换换能能器器的的铁铁芯芯，磁磁屏屏蔽蔽材材料料及及有有关关磁磁性性元元件件，基

10、基本本上上是是在在弱弱磁磁场场下下工工作作，要要求相应的材料具有高的磁导率。求相应的材料具有高的磁导率。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 软软磁磁材材料料的的种种类类很很多多，大大致致可可分分为为金金属属软软磁磁材材料料及及软软磁磁铁铁氧氧体体。现现有有软软磁磁材材料料若若按按磁磁特特性性可可分分为为高高磁磁感感材材料料、高高导导磁磁材材料料、高高矩矩形形比比材材料料、恒恒导导磁磁材材料料、温温度度补补偿偿材材料

11、料等等；若若按按材材料料的的成成分分，可可分分为为电电工工纯纯铁铁、Fe-SiFe-Si合合金金、Ni-FeNi-Fe合合金金、Fe-A1Fe-A1合合金金(包包括括Fe-Si-AlFe-Si-Al合合金金)和和Fe-CoFe-Co合合金金等等；也也可可分分为为晶晶态态、非非晶晶态态及纳米晶软磁材料等。及纳米晶软磁材料等。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去5.1.1 5.1.1 电工用纯铁电工用纯铁 电电工工用用纯

12、纯铁铁含含碳碳量量极极低低，其其纯纯度度在在99.95以以上上，退退火火态态起起始始磁磁导导率率i为为3005000，最最大大磁磁 导导 率率 m为为 6000120000，矫矫 顽顽 力力 Hc为为39.895.5Am。电电工工用用纯纯铁铁主主要要用用于于制制造造电电磁磁铁铁的的铁铁芯芯和和磁磁极极，继继电电器器的的磁磁路路和和各各种种零零件件，感感应应式式和和电电磁磁式式测测量量仪仪表表的的各各种种零零件件，杨杨声声器器的的磁磁路路，电电话话中中的的振振动动膜膜，磁磁屏屏蔽蔽，电电机机中中用用以以导导引引直直流流磁磁通通的的磁磁极极及及冶冶金金原原料料等等。我我国国生生产产的的电电工工用用

13、纯纯铁铁的的机机械械性性能能如如下下：抗抗拉拉强强度度b27kgmm2；延延伸伸率率525；断断面面收收缩缩率率60；布氏硬度；布氏硬度HB131。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去表表5-l 几种电工用纯铁的磁性能几种电工用纯铁的磁性能火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的

14、衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 影影响响纯纯铁铁磁磁性性能能的的因因素素有有多多种种，包包括括晶晶粒粒的的结结晶晶轴轴对对磁磁化化方方向向的的取取向向关关系系，纯纯铁铁中中的的杂杂质质，晶晶粒粒大大小小，金金属属的的塑塑性性变变形形，加加工工过过程程中中的的内内应应力力等等等等。为为了了改改善善纯纯铁铁的的磁磁性性能能，除除严严格格控控制制冶冶炼炼与与轧轧制制过过程程，还还可可以以采采用用高高温温长长时时间间氢氢气气退退火火，消消除除晶晶格格畸畸变变和和内内应应力力，粗粗化化晶晶粒粒。电电工工用用纯纯铁铁只只能能在在直直流流磁磁场场下下工工作作，在在交交变变磁磁场场下下工工作作，涡涡流流

15、损损耗耗大大。在在纯纯铁铁中中加加入入少少量量硅硅(0.380.45)形形成成固固溶溶体体，可可以以提提高高合合金金电电阻阻率率，减减少少材材料料涡涡流流损损耗耗。随随着着纯纯铁铁中中含含硅硅量量的的增增加加，磁磁滞滞损损耗耗降降低低，而而在在弱弱磁磁场场和和中中等等磁磁场场下下，磁磁导导率率增增加加。但但硅硅含含量量高高于于4，材料变脆。材料变脆。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 5.1.2 电工用硅钢片电工用

16、硅钢片 电电工工用用硅硅钢钢片片按按材材料料生生产产方方法法，结结晶晶织织构构和和磁磁性性能能可可分分为为以以下下四四类类；(1)热热轧轧非非织织构构(无无取取向向)的的硅硅钢钢片片；(2)冷冷轧轧非非织织构构(无无取取向向)的的硅硅钢钢片片；(3)冷冷轧轧高高斯斯织织构构(单单取取向向)的的硅硅钢钢片片；(4)冷轧立方织构冷轧立方织构(双取向双取向)的硅钢片。的硅钢片。电电工工用用硅硅钢钢片片主主要要用用于于各各种种形形式式的的电电机机、发发电电机机和和变变压压器器中中，在在扼扼流流圈圈、电电磁磁机机构构、继电器、测量仪表中也大量使用。继电器、测量仪表中也大量使用。火灾袭来时要迅速疏散逃生，

17、不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 不不同同的的工工作作环环境境，对对硅硅钢钢片片的的性性能能提提出出了了不不同同的的要要求求，一一般般将将实实用用的的硅硅钢钢片片按按强强磁磁场场、中中 等等 磁磁 场场(51000A m)、弱弱 磁磁 场场(0.20.8Am)下下工工作作来来分分类类。硅硅钢钢片片的的机机械械性性能能与与硅硅含含量量、晶晶粒粒大大小小、结结晶晶结结构构、有有害害杂杂质质(碳碳，氧氧，氢氢)含含量量分分布布状状况况以以及及钢

18、钢板板厚厚度度有有关关，在在很很大大程程度度上上取取决决于于有有害害杂杂质质含含量量、冶冶炼炼方方法法、轧轧制制的的压压下下制制度度、退退火火温温度度和和介介质以及钢板表面状况等。质以及钢板表面状况等。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 硅硅钢钢片片的的磁磁性性能能同同样样与与硅硅含含量量、冶冶炼炼过过程程、热热处处理理工工艺艺、晶晶粒粒大大小小有有关关。一一般般认认为为，硅硅含含量量在在66.5的的钢钢具具有有高

19、高的的磁磁导导率率(i，m)，硅硅也也使使铁铁的的磁磁各各向向异异性性和和磁磁致致伸伸缩缩降降低低。考考虑虑到到硅硅钢钢的的机机械械性性能能及及加加工工工工艺艺性性能能，其其中中硅硅的的含含量量不不宜宜超超过过4。另另外外，碳碳、氢氢、硫硫、锰锰等等元元素素均均对对合合金金的的磁磁性性能能有有不不利利影影响响；增增大大晶晶粒粒可可以以改改善善硅硅钢钢的的磁磁性性能能，但但使使磁磁滞滞损损耗增加。耗增加。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛

20、毯、湿被褥勇敢地冲出去 为为为为了了了了进进进进一一一一步步步步提提提提高高高高电电电电工工工工钢钢钢钢的的的的磁磁磁磁性性性性能能能能，高高高高斯斯斯斯研研研研制制制制了了了了具具具具有有有有取取取取向向向向结结结结晶晶晶晶结结结结构构构构的的的的硅硅硅硅钢钢钢钢片片片片高高高高斯斯斯斯织织织织构构构构硅硅硅硅钢钢钢钢片片片片(冷冷冷冷轧轧轧轧取取取取向向向向硅硅硅硅钢钢钢钢片片片片)。这这这这种种种种结结结结构构构构中中中中，铁铁铁铁晶晶晶晶格格格格的的的的易易易易磁磁磁磁化化化化方方方方向向向向100100轴轴轴轴与与与与轧轧轧轧制制制制方方方方向向向向吻吻吻吻合合合合，难难难难磁磁磁磁

21、化化化化方方方方向向向向111111轴轴轴轴与与与与轧轧轧轧制制制制方方方方向向向向成成成成5555角角角角，中中中中 等等等等 磁磁磁磁 化化化化 轴轴轴轴110110与与与与轧轧轧轧制制制制方方方方向向向向成成成成9090角，如图角，如图角，如图角，如图5-15-1所示。所示。所示。所示。图图5-1 Fe-Si3.8合金单晶体合金单晶体磁化方向示意图磁化方向示意图 火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 这这种种织

22、织构构以以符符号号(110)100表表示示，(110)面面与与轧轧制制面面吻吻合合，而而100方方向向与与轧轧制制方方向向吻吻合合。由由于于结结构构上上特特点点，冷冷轧轧取取向向硅硅钢钢片片具具有有磁磁各各向向异异性性，在在强强磁磁场场内内，单单位位铁铁损损的的各各向向异异性性最最大大，在在弱弱磁磁场场中中，磁磁感感应应强强度度和和磁磁导导率率的的各各向向异异性性最最大大。因因此此，用用这这种种硅硅钢钢片片制制铁铁芯芯时常采用转绕方式。时常采用转绕方式。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥

23、而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 立立方方织织构构硅硅钢钢片片指指晶晶粒粒按按立立方方体体取取向向，即即立立方方体体的的(100)面面与与轧轧制制面面相相吻吻合合，立立方方体体的的棱棱100轴轴沿沿轧轧制制方方向向取取向向。立立方方体体的的棱棱即即易易磁磁化化方方向向是是沿沿着着和和横横着着轧轧制制方方向向取取向向的的，中中等等难难磁磁化化轴轴110则则与与轧轧制制方方向向成成45角角，而而最难磁化轴最难磁化轴111则偏离磁化平面。则偏离磁化平面。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出

24、去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 立立方方织织构构硅硅钢钢在在性性能能上上优优于于上上述述高高斯斯织织构构硅硅钢钢，如如果果两两种种织织构构合合金金的的含含硅硅量量相相同同，立立方方织织构构极极薄薄带带钢钢的的磁磁导导率率比比高高斯斯织织构构带带钢钢高高；沿沿轧轧制制和和垂垂直直于于轧轧制制方方向向切切取取的的立立方方织织构构试试样样，无无论论在在弱弱磁磁场场或或强强磁磁场场内内，都都具具有有同同样样高高的的磁磁导导率率。表表5-2为为两两种种织织构构硅硅钢钢片片性性能能比比较较。虽虽然然立立方方织织构构硅硅钢钢片片

25、显显示示了了诸诸多多优优势势，但但限限于于其其制制造造工工艺艺不不过过关关，故故只只用用于于制制造造个个别别试试验验用用变变压压器器，电电动动机机和和发发电电机机，难难以以批批量生产。量生产。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去表表5-2 高斯织构和立方织构硅钢片性能比较高斯织构和立方织构硅钢片性能比较 工工工工业业业业上上上上使使使使用用用用的的的的硅硅硅硅钢钢钢钢片片片片一一一一般般般般都都都都在在在在交交交交变

26、变变变磁磁磁磁场场场场下下下下工工工工作作作作，为为为为减减减减小小小小铁铁铁铁芯芯芯芯的的的的涡涡涡涡流流流流损损损损耗耗耗耗，硅硅硅硅钢钢钢钢片片片片表表表表面面面面都都都都施施施施以以以以绝绝绝绝缘缘缘缘涂涂涂涂层。如有机漆和有机涂料、陶瓷质涂层等。层。如有机漆和有机涂料、陶瓷质涂层等。层。如有机漆和有机涂料、陶瓷质涂层等。层。如有机漆和有机涂料、陶瓷质涂层等。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去5.1.3 铁

27、镍合金与铁铝合金铁镍合金与铁铝合金a）铁镍合金）铁镍合金）铁镍合金）铁镍合金 铁铁铁铁镍镍镍镍软软软软磁磁磁磁合合合合金金金金的的的的主主主主要要要要成成成成分分分分是是是是铁铁铁铁、镍镍镍镍、铬铬铬铬、钼钼钼钼、铜铜铜铜等等等等元元元元素素素素。在在在在弱弱弱弱磁磁磁磁场场场场及及及及中中中中等等等等磁磁磁磁场场场场下下下下具具具具有有有有高高高高的的的的磁磁磁磁导导导导率率率率，低低低低的的的的饱饱饱饱和和和和磁磁磁磁感感感感应应应应强强强强度度度度，很很很很低低低低的的的的娇娇娇娇顽顽顽顽力力力力，低低低低的的的的损损损损耗耗耗耗。该该该该合合合合金金金金加加加加工工工工性性性性能能能能

28、良良良良好好好好，可可可可轧轧轧轧成成成成3mm3mm厚厚厚厚的的的的薄薄薄薄带带带带，可可可可在在在在500 500 kHzkHz的的的的高高高高频频频频下下下下应应应应用用用用。铁铁铁铁镍镍镍镍软软软软磁磁磁磁合合合合金金金金与与与与电电电电工工工工钢钢钢钢相相相相比比比比性性性性能能能能优优优优越越越越，被被被被广广广广泛泛泛泛地地地地应应应应用用用用于于于于电电电电讯讯讯讯工工工工业业业业，仪仪仪仪表表表表，电电电电子子子子计计计计算算算算机机机机，控控控控制制制制系系系系统统统统等等等等领领领领域域域域，只只只只是是是是价价价价格格格格昂昂昂昂贵贵贵贵。此此此此外外外外，工工工工艺艺

29、艺艺参参参参数数数数变变变变动动动动对对对对其其其其磁磁磁磁性性性性能能能能影影影影响响响响很很很很大大大大，因因因因此此此此，产产产产品品品品性性性性能不够稳定。能不够稳定。能不够稳定。能不够稳定。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 图图图图5-25-2是是是是铁铁铁铁镍镍镍镍合合合合金金金金相相相相图图图图与与与与不不不不同同同同成成成成分分分分合合合合金金金金的的的的性性性性能能能能。常常常常用用用用的的的的

30、铁铁铁铁镍镍镍镍软软软软磁磁磁磁合合合合金金金金的的的的成成成成分分分分大大大大致致致致在在在在含含含含镍镍镍镍40409090范范范范围围围围内内内内，此此此此成成成成分分分分范范范范围围围围的的的的合合合合金金金金均均均均为为为为单单单单相相相相固固固固溶溶溶溶体体体体。超超超超结结结结构构构构相相相相NiNi3 3FeFe的的的的有有有有序序序序-无无无无序序序序转转转转变变变变温温温温度度度度为为为为506506，其其其其居居居居里里里里温温温温度度度度是是是是611611，有有有有序序序序相相相相对对对对居居居居里里里里温温温温度度度度有有有有影影影影响响响响。原原原原于于于于有有有

31、有序序序序化化化化对对对对电电电电阻阻阻阻率率率率有有有有影影影影响响响响，同同同同时时时时强强强强烈烈烈烈影影影影响响响响合合合合金金金金磁磁磁磁晶晶晶晶各各各各向向向向异异异异性性性性常常常常数数数数K K1 1和和和和磁磁磁磁致致致致伸伸伸伸缩缩缩缩系系系系数数数数；磁磁磁磁导导导导率率率率和和和和矫矫矫矫顽顽顽顽力力力力亦亦亦亦对对对对组组组组织织织织结构较敏感。结构较敏感。结构较敏感。结构较敏感。图图5-2 铁镍系合金的相图和基本物理性能铁镍系合金的相图和基本物理性能 火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来

32、时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 图图图图5-35-3示示示示出出出出经经经经过过过过不不不不同同同同的的的的热热热热处处处处理理理理合合合合金金金金磁磁磁磁导导导导率率率率的的的的变变变变化化化化。由由由由图图图图可可可可以以以以看看看看出出出出含含含含镍镍镍镍量量量量76768080范范范范围围围围内内内内的的的的合合合合金金金金具具具具有有有有较较较较高高高高的的的的磁磁磁磁导导导导率率率率，这这这这是是是是因因因因为为为为此此此此范范范范围围围围正正正正在在在在超超超超结结结结构构构构相相相相NiNi3 3FeFe成成

33、成成分分分分附附附附近近近近，所所所所以以以以冷冷冷冷却却却却过过过过程程程程中中中中发发发发生生生生了了了了明明明明显显显显的的的的有有有有序序序序化化化化转转转转变变变变，使使使使K K值值值值及及及及 值值值值发发发发生了变化。生了变化。生了变化。生了变化。图图5-3 不同的热处理工艺对铁镍合金不同的热处理工艺对铁镍合金的起始磁导率的影响的起始磁导率的影响 火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 为为使使K值值及

34、及值值均均趋趋于于零零，需需得得到到适适量量的的有有序序度度，因因此此，铁铁镍镍二二元元合合金金热热处处理理时时必必须须急急冷冷，否否则则影影响响其其磁磁性性能能。为为了了改改善善铁铁镍镍合合金金的的磁磁性性能能，往往往往向向其其中中加加入入钼钼、铬铬、铜铜等等元元素素，使使合合金金有有序序化化速速度度减减慢慢，降降低低合合金金的的有有序序化化温温度度，简化了热处理工艺。简化了热处理工艺。根根据据特特性性和和用用途途不不同同，铁铁镍镍软软磁磁合合金金大大致致可可分分为为五五类类：1J50、1J51、1J65、1J79、1J85。每每一一类类又又有有若若干干不不同同的的牌牌号号，它它们们的的含含

35、镍量不同，具有不同的性能和应用。镍量不同，具有不同的性能和应用。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去b b b b）铁铝合金铁铝合金铁铝合金铁铝合金 铁铝合金成本低，应用范围很广。含铝量在铁铝合金成本低，应用范围很广。含铝量在铁铝合金成本低，应用范围很广。含铝量在铁铝合金成本低，应用范围很广。含铝量在16161616以下时，便可以热轧成板材或带材；含铝量在以下时，便可以热轧成板材或带材；含铝量在以下时，便可以热轧成板

36、材或带材；含铝量在以下时，便可以热轧成板材或带材；含铝量在5-65-65-65-6以上时，合金冷轧较困难。以上时，合金冷轧较困难。以上时，合金冷轧较困难。以上时，合金冷轧较困难。铁铝合金同其它金属软磁合金相比，具有如下特铁铝合金同其它金属软磁合金相比，具有如下特铁铝合金同其它金属软磁合金相比，具有如下特铁铝合金同其它金属软磁合金相比，具有如下特点：点：点：点：(1)(1)(1)(1)电阻率高；电阻率高；电阻率高；电阻率高；(2)(2)(2)(2)高的硬度和耐磨性；高的硬度和耐磨性；高的硬度和耐磨性；高的硬度和耐磨性；(3)(3)(3)(3)比重比重比重比重小，可减轻铁芯自重；小，可减轻铁芯自重

37、；小，可减轻铁芯自重；小，可减轻铁芯自重；(4)(4)(4)(4)对应力不敏感。一般软磁对应力不敏感。一般软磁对应力不敏感。一般软磁对应力不敏感。一般软磁合金对应力最为敏感，铁铝合金是例外；合金对应力最为敏感，铁铝合金是例外；合金对应力最为敏感，铁铝合金是例外；合金对应力最为敏感，铁铝合金是例外；(5)(5)(5)(5)时效，时效，时效，时效，材料使用时，随时间及环境温度的变化，磁性能发生材料使用时，随时间及环境温度的变化，磁性能发生材料使用时，随时间及环境温度的变化，磁性能发生材料使用时，随时间及环境温度的变化，磁性能发生变化；变化；变化；变化；(6)(6)(6)(6)温度稳定性，可采用低温

38、退火后淬火处理，温度稳定性，可采用低温退火后淬火处理，温度稳定性，可采用低温退火后淬火处理，温度稳定性，可采用低温退火后淬火处理，也可以在也可以在也可以在也可以在50-15050-15050-15050-150下保温下保温下保温下保温10-20h10-20h10-20h10-20h人工时效来改善其人工时效来改善其人工时效来改善其人工时效来改善其温度稳定性。温度稳定性。温度稳定性。温度稳定性。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇

39、敢地冲出去5.1.4 非晶态合金非晶态合金 前前已已述述及及，非非晶晶态态合合金金结结构构上上的的无无序序性性，决决定定了了其其具具有有优优良良的的软软磁磁性性能能，非非晶晶态态软软磁磁合合金金亦亦成成为为非非常常热热门门的的磁磁性性材材料料。70年年代代非非晶晶态态软软磁薄带的研制成功，使它的实用化成为可能。磁薄带的研制成功，使它的实用化成为可能。1铁基非晶态软磁合金铁基非晶态软磁合金 铁铁基基合合金金的的特特点点是是饱饱和和磁磁感感应应强强度度高高，一一般般为为1.61.8T；损损耗耗低低，只只有有硅硅钢钢的的1/41/5。缺点是磁致伸缩系数大。其性能见表缺点是磁致伸缩系数大。其性能见表5

40、-3。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去表表5-3 铁基非晶态合金某些特性铁基非晶态合金某些特性 2钴基非晶态软磁合金钴基非晶态软磁合金 钴钴基基合合金金的的饱饱和和磁磁感感应应强强度度较较低低，磁磁导导率率高高，矫矫顽顽力力低低，损损耗耗小小；磁磁致致伸伸缩缩系系数数趋趋近近于于零，性能见表零，性能见表5-4。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲

41、出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去表表5-4 钴基非晶态软磁合金的特性钴基非晶态软磁合金的特性 火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 3铁镍基非晶态软磁合金铁镍基非晶态软磁合金 与与上上述述两两类类合合金金相相比比，铁铁镍镍基基合合金金的的性性能能基基本本上上介介于于两两者者之之间间。饱饱和和磁磁感感应应强强度度为为0.71.0T；磁磁致致

42、伸伸缩缩系系数数较较铁铁基基合合金金低低，其其性性能见表能见表5-5。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去表表5-5 铁镍基非晶态软磁合金特性铁镍基非晶态软磁合金特性火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 非非晶晶态态合合金金与与常常用用的的

43、其其它它晶晶态态软软磁磁材材料料(如如硅硅钢钢片片)相相比比，磁磁导导率率高高，电电阻阻大大，损损耗耗小小，图图5-4为为Fe8lB13.5Si3.5C2与与硅硅钢钢片片磁磁滞滞回回线线的的比比较较。从从长长远远来来看看，用用非非晶晶态态合合金金代代替替硅硅钢钢片片制制作作变变压压器器铁铁芯芯前前景景十十分分可可观观；但但就就目目前前的的情情况况看看，仍仍存存在在许许多多问问题题，比比如如非非态态合合金金带带的的厚厚度度要比硅钢片小得多，这将大大影响其使用性能。要比硅钢片小得多，这将大大影响其使用性能。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿

44、被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去图图5-4 非晶态合金与晶粒取向硅钢片的磁滞回线非晶态合金与晶粒取向硅钢片的磁滞回线火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 据据报报导导，日日本本每每年年由由于于电电器器设设备备中中的的铁铁芯芯发发热热损损失失电电量量80亿亿度度，若若用用非非晶晶态态合合金金代代替替硅硅钢钢片片，可可节节电电3/

45、4。此此外外，非非晶晶态态合合金金的的生生产产工工艺艺简简单单，生生产产过过程程中中的的能能耗耗比比生生产产等等量量的的硅硅钢钢片片少少80左左右右。由由于于非非晶晶态态合合金金电电阻阻率率较较晶晶态态材材料料高高、所所以以适适合合在在高高频频下下使使用用。研研究究表表明明，比比较较适适作作变变压压器器的的非非晶晶态态合合金金是是铁铁基基合合金金，如如Fe-B系系及及在在此此基基础础上上形形成成的的Fe-B-Si系系和和Fe-B-Si-C系系。美美国国和和日日本本在在这这方方面面做做了了许许多多研研究究工工作。作。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹

46、上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 表表表表5-65-6为美国试制的为美国试制的为美国试制的为美国试制的15kV15kV变压器性能与硅钢片变变压器性能与硅钢片变变压器性能与硅钢片变变压器性能与硅钢片变压器比较。用非晶态合金制做电机可使铁芯损耗降低压器比较。用非晶态合金制做电机可使铁芯损耗降低压器比较。用非晶态合金制做电机可使铁芯损耗降低压器比较。用非晶态合金制做电机可使铁芯损耗降低9090左右。利用某些非晶态材料磁致伸缩系数大的特左右。利用某些非晶态材料磁致伸缩系数大的特左右。利用某些非晶态材

47、料磁致伸缩系数大的特左右。利用某些非晶态材料磁致伸缩系数大的特性，可以制造一些电子器件，如用性，可以制造一些电子器件，如用性，可以制造一些电子器件，如用性，可以制造一些电子器件，如用FeFe7878SiSi1010B B1212作为超作为超作为超作为超声振子材料，用声振子材料，用声振子材料，用声振子材料，用Fe-BFe-B系或系或系或系或Co-Si-BCo-Si-B系非晶态合金制成系非晶态合金制成系非晶态合金制成系非晶态合金制成传感器元件、开关晶体管组合成的应力传感器、漏电传感器元件、开关晶体管组合成的应力传感器、漏电传感器元件、开关晶体管组合成的应力传感器、漏电传感器元件、开关晶体管组合成的

48、应力传感器、漏电保护装置等。保护装置等。保护装置等。保护装置等。表表5-6 15kV配电变压器的性能配电变压器的性能火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 钴钴基基非非晶晶态态合合金金不不仅仅初初始始导导磁磁率率高高，电电阻阻率率高高，而而且且磁磁致致伸伸缩缩极极小小，接接近近于于零零，是是理理想想的的磁磁头头材材料料，目目前前在在日日本本、美美国国已已商商品品化化。这这部部分分内内容容将将在在磁磁记记录录材材料料中中

49、详详述述。此此外外，这这类类合合金金还还适适合合作作磁磁屏屏蔽蔽材材料料，与与通通常常作作为为磁磁屏屏蔽蔽材材料料的的坡坡莫莫合合金金相相比比，非非晶晶态态合合金金价价格格便便宜宜；可可织织成成布布，容容易易弯弯曲曲、裁裁制制、冲冲孔孔等等，且且不不需需要要退退火火；从从效效果果上上看看也也比比坡坡莫莫合合金金好好。目目前前作作磁磁屏屏蔽蔽材材料料的的非非晶晶态态合合金金主要是主要是Co66Fe4(Mo,Si,B)30。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸

50、湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 在在单单相相钴钴基基非非晶晶软软磁磁金金属属丝丝和和薄薄带带中中，发发现现了了交交流流磁磁阻阻抗抗随随外外加加场场增增加加而而极极其其灵灵敏敏变变化化的的现现象象，非非晶晶丝丝灵灵敏敏度度达达12120/Oe(奥奥奥奥斯斯斯斯特特特特)，溅溅射射非非晶晶薄薄膜膜的的灵灵敏敏度度达达1020，有有人人将将此此现现象象称称为为巨巨磁磁阻阻抗抗(GMI)效效应应。在在室室温温下下大大的的磁磁阻阻抗抗效效应应和和低低外外磁磁场场下下的的高高灵灵敏敏度度，使使其其在在传传感感技技术术和和磁磁记记录录头头技技术术中中具具有有巨巨大大的的应应用用潜潜能能，目目前前这