1.目的
规范公司电磁元件中软磁材料和磁芯的选用，保证我司在电磁元件设计合理地选用软磁材料和磁芯。
2.适用范围
本规范适用于艾默生网络能源有限公司所有产品的电磁元件设计，应用于但不限于电磁元件的设计、工艺审查、试验、测试等活动。
本规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。
3.规范引用文件
3.1GB/T9637-2001《电工术语磁性材料与元件》
3.2SJ/T10281-91《磁性零件有效参数的计算》
4.术语和定义
4.1有效参数effectiveparameter
在以磁性特性为基础计算磁芯的磁特性时，设磁芯被一个理想的环所替代，如果使磁环上绕的匝数与原来磁芯上的线圈匝数相同时，则可得到完全相同的电性能，这个代用环的磁特性和尺寸参数叫有效参数。如，有效磁路长度Le，有效横截面积Ae，有效磁导率μe等。
4.2振幅磁导率amplitudepermeabilityμa
当磁场强度随时间作周期性变化且其平均值为零，并且材料处于指定的磁中性状态时，由磁通密度的峰值和外磁场强度的峰值（两者之一处于规定的幅度）求得的相对磁导率。
4.3起始磁导率initialpermeabilityμi
当磁场强度趋近于零时的振幅磁导率的极限值。
4.4增量磁导率initialpermeabilityμΔ
当一随时间周期性变化的磁场叠加在指定的静磁场上，并且磁通密度和磁场强度两者之一的振幅为规定值时，由磁通密度峰—谷值求得的相对磁导率。
4.5磁滞伸缩系数
磁性材料磁化状态的变化引起其形状、尺寸改变的现象称为磁致伸缩效应，磁滞伸缩系数为磁性材料伸长或缩短值ΔL与原长L0之比。
5.规范内容5.1软磁材料的选用
软磁材料一般是指矫顽力（Hc）低于800A/m的铁磁性材料（金属软磁材料）或亚铁磁性材料（铁氧体软磁材料），其最大特征是磁滞回线面积小，磁导率 （μ）高而矫顽力（Hc）低。常用的软磁材料主要有：电工纯铁、硅钢（铁硅合金）、铁镍合金、铁基或钴基非晶态合金、铁氧体、磁粉芯、磁性薄膜等，本规范 只考虑硅钢（铁硅合金）、铁镍合金、铁基或钴基非晶态合金、铁氧体、磁粉芯的选用。
5.1.1软磁材料的特性
5.1.1.1铁氧体材料的特性
铁氧体材料又称氧化物磁性材料，它是由铁和其它金属组成的复合氧化物，其磁性粞翘判裕怯杀谎趵胱铀艨拇判越鹗衾胱蛹洳换幌嗷プ饔茫佣勾 τ诓煌Ц裎恢蒙系拇判越鹗衾胱哟啪胤聪蚺帕校袅秸叩拇啪夭幌嗟龋虮硐殖銮看判浴Ｈ泶盘跆宀牧鲜歉髦痔跆宀牧现胁孔疃啵猛咀罟惴旱囊恢帧Ｕ饫 嗖牧系闹饕氐闶瞧鹗即诺悸矢吆徒猛缌Φ停饕木Ц窠峁刮饩峁埂Ｈ舭椿С 煞?spanonclick="sendmsg(’pw_ajax.php’,’action=relatetag&tagname=分 类’,this.id)"style="cursor:pointer;border- bottom:1pxsolid#FA891B;"id="rlt_8">分类，软磁铁氧体材料主要有MnZn系、NiZn系、MgZn系三大类； 若按应用特性参数分类，可分为高磁导率、功率铁氧体材料、高频铁氧体材料、高电阻率材料、甚高频软磁铁氧体材料（六角晶系高频铁氧体）、高频大功率铁氧体 材料等
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系铁氧体起始磁导率μi=400-20000，饱和磁感应强度Bs=400-530mT。
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材料。常用NiZn系材料的磁导率μi=5-1500，饱和磁感应强度Bs=250-400mT。
MgZn系铁氧体材料的电阻率较高，主要应用于制作显像管或显示管的偏转线圈磁芯。
5.1.1.2磁粉芯材料的特性
磁粉芯是由颗粒直径很小（0.5~5mm）的铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的磁芯，一般为环形，也有压制成E形的。磁粉芯的电磁特性取决于金属粉粒材 料的导磁率、粉粒的大小与形状、填充系数、绝缘介质的含量、成型压力、热处理工艺等。磁粉芯主要用于电感铁芯，由于金属软磁粉末被绝缘材料包围，形成分散 气隙，大大降低了金属软磁材料的高频涡流损耗，使磁粉芯具有抗饱和特性与宽频响应特性，特别适用于制作谐振电感、功率因数校正电感、输出滤波电感、EMI 滤波器电感等。
常用磁粉芯主要有铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量（HighFlux）粉芯、坡莫合金粉芯（MPP）。
铁粉芯由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成，由于价格低廉，铁粉芯至今仍然是用量最大的磁粉芯，磁导率为10～100。
铁硅铝粉芯的典型成分为：9%Al、55Si、85%Fe。由于在纯铁中加入了硅和铝，使材料的磁滞伸缩系数接近零，降低了材料将电磁能转化为机械能的能 力，同时也降低了材料的损耗，使铁硅铝粉芯的损耗比铁粉芯的损耗低。铁硅铝粉芯的饱和磁感应强度在1.05T左右，磁导率有26、60、75、90、 125等5种，比铁粉芯具有更强的抗直流偏磁能力。由于不含有机成分，铁硅铝粉芯不存在老化问题，工作温度可达200℃。
高磁通量（HighFlux）粉芯的成分为：50%Ni、50%Fe，饱和磁感应强度为1.4T左右，磁导率有14、26、60、125、147、160 等，是磁粉芯中具有最强抗直流偏磁能力的材料（如磁导率为60的HF材料在1000Oe磁场下仍然没有饱和），磁芯损耗与铁粉芯相近，比铁硅铝大许多。主 要用在高DC偏压、大直流电和低频交流电路中，也用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因数校正电感等，价格高于铁粉芯和铁硅铝粉芯。
钼坡莫合金粉芯（MPP）的成分为：81%Ni、2%Mo、19%Fe，饱和磁感应强度较低，约为0.75T，磁导率变化范围大，从14到550，磁滞伸 缩系数接近零，温度稳定性极佳（磁导率小于330的材料从-60℃到80℃磁导率相对变化小于0.4%），在磁粉芯中具有最低的磁芯损耗，抗直流偏磁能力 仅次于铁硅铝粉芯，由于含镍量高，价格也是磁粉芯中最贵的。
5.1.1.3硅钢与铁镍合金的特性
硅钢（铁硅合金）具有稳定性好、环境适应性好和磁通密度高等特点，是电力和电子工业中用途最广、用量最大的一种软磁材料。硅钢是立方晶系的多晶体金属合 金，硅钢片的性能受硅含量、杂质（C、O、S、Mn、P等）、晶粒取向、应力、晶粒尺寸、钢片厚度、钢片表面质量等七个因数的影响，提高硅钢片性能有三条 主要措施：改变晶粒结构、调整硅含量和减少带材厚度。硅钢片又称电工钢板，按其制造工艺可分为热轧电工钢（含硅2%-4.5%）、冷轧无取向硅钢（含硅 0.5%-3%）和冷轧取向硅钢（含硅约3%）。80年代末，已可以批量生产含硅量为6.5%（磁滞伸缩在该成分下趋近于零）的无取向带材，可进一步降低 噪声。
铁镍合金又称坡莫（Permalloy），含镍量在30%-90% 范围内，主要形状为带材，主要特点是在弱、中磁场下有很高的磁导率和极小的矫顽力，加工性能好，有较好的防锈性能；经过特定的加工，可获得很好的磁性能， 如超过十万的起始磁导率、超过百万的最大磁导率，小于2mOe的矫顽力、接近1的矩形比系数、在相当宽的磁场范围内保持恒导磁率等。由于含有镊、钴等贵重 元素，此类合金价格高，带材越薄、价格越昂贵。
5.1.1.4非晶态合金与超微晶合金的特性
非晶态合金是一种新型软磁材料，在晶态材料中原子在空间作周期性的有序排列，形成所谓晶体点阵结构，而在非晶态材料中原子在空间的排列无序，不存在宏观的 磁各向异性。非晶态材料具有优异的磁性和韧性，具有高的电阻率和机电耦合系数，具有耐腐蚀、耐磨、高强度、高硬度的良好的材料特性。
非晶态合金是以铁、镍、钴为基材制作的合金。铁基非晶态合金铁含量在80％左右，具有高的饱和磁感应强度和低的铁损、低的价格。
5.1.1.5各种软磁材料的性能对比
各种软磁材料的特性参数不同，应用环境也不一样，表1给出了各种软磁材料的性能比较。
表1各种软磁材料的性能比较
类别
名 称
材料主要成分
导磁率
Bs(mT)
最高工作温度℃
最高使用频率 f(kHz)
特点说明
金属磁性材料
硅钢片
Si-Fe
～ 1800
2000
～ 300
～ 10
由于电阻率低，涡流损耗大，除非晶态合金合、超微晶材料外，其它的金属磁性材料只能在 30kHz 以下的频率应用。
铁镍合金
Ni-Fe
～ 100000
750
～ 150
～ 30
非晶态合金
Fe(Co,Ni)
～ 100000
1500
～ 150
～ 500
超微晶
Fe
～ 80000
1500
～ 150
～ 100
磁
粉
芯
铁粉芯
Fe
3 ～ 100
～ 1400
～ 150
～ 500
导磁率低，主要应用于中低频滤波电感。
铁硅铝粉芯
Al,Si,Fe
26 ～ 125
～ 1050
～ 200
～ 1000
高磁通粉芯
Ni,Fe
14 ～ 160
～ 1400
～ 200
～ 1000
钼坡莫合金粉芯
Mo,Ni,Mo
14 ～ 550
～ 800
～ 200
～ 1000
铁氧体材料
锰锌铁氧体
Mn,Zn,Fe,O
1000 ～ 18000
510
～ 125
～ 1000
5.1.2软磁材料的选用原则选用软磁材料时主要综合考虑以下因素：
（1）使用频率范围
（2）磁导率（起始磁导率、振幅磁导率、增量磁导率）
（3）饱和磁感应强度
（4）剩余磁感应强度
（5）材料损耗
（6）温度系数
（7）电阻率
（8）磁滞伸缩系数
（9）居里温度
（10）使用温度范围
表2给出了各种软磁材料的物理性能和价格比较，在软磁材料选用可参考。
特性
非晶态和超微晶
硅钢片
坡莫合金
铁粉芯
铁硅铝粉芯
高磁通粉芯
钼坡莫合金粉芯
铁氧体
铁损
低
高
中
高
低
低
低
低
磁导率
高
低
高
低
低
低
低
中
Bs
高
高
中
高
高
高
中
低
温度影响
中
小
小
小
小
小
小
中
加工
难
易
易
难
难
难
难
易
价格
中
低
高
低
中
高
高
低
表2各种软磁材料的物理性能和价格比较
5.2磁芯的选用5.2.1磁芯形状特点5.2.1.1铁氧体磁性形状特点
（1）罐型
罐型磁芯是专门为低损耗（高Q）线圈设计的一种标准系列磁芯。特点是结合面较大，磁芯屏蔽好，器件的漏感及分布电容小。
引用出處：
http://www.chinabaike.com/z/keji/jixie/2010/1227/41704.html
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