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非晶软磁合金材料3 v) D1 f% }6 y* D
根据原子排列方式把物质划分为晶体和非晶体两类。非晶软磁合金材料就是现在常用的一种非晶体材料，在电子元件中广泛使用。
. O4 W% o* i7 B( O! ]* s 何为晶体，何为非晶体?
4 p$ n7 H1 D* H7 |物质里面的原子排列是整齐有序的叫做晶体;物质的原子排列是混乱的叫做非晶体。通常情况下，金属及合金在从液体凝固成固体时，原子总是从液体的混乱排列转变成整齐的排列，即成为晶体。但是，如果金属或合金的凝固速度非常快(例如用每秒高达一百万度的冷却速率将铁-硼合金熔体凝固)，原子来不及整齐排列便被冻结住了，最终的原子排列方式类似于液体，是混乱的，这就是非晶合金(又称为金属玻璃)。- d) O. C2 {4 U# x+ b& F, d1 @
非晶软磁合金材料的种类: v; M; f7 P4 o( A: |" p/ J8 ?! o
( 1)铁基非晶合金 _# j& J8 H% y, M7 g+ K
铁基非晶合金：主要元素是铁、硅、硼、碳、磷等。它们的特点是磁性强(饱和磁感应强度可达1.4-1.7T)、磁导率、激磁电流和铁损等软磁性能优于硅钢片，价格便宜，最适合替代硅钢片，特别是铁损低( 为取向硅钢片的1/3-1/5)，代替硅钢做配电变压器可降低铁损60-70%。铁基非晶合金的带材厚度为0.03毫米左右，广泛应用于中低频变压器的铁心(一般在10千赫兹以下)，例如配电变压器、中频变压器、大功率电感、电抗器等。
; k* @" [6 |2 n4 u* E; T& M" v# p" I (2)铁镍基非晶合金
$ {/ f5 |; k3 d. { 铁镍基非晶合金：主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成，它们的磁性比较弱(饱和磁感应强度大约为1T以下)，价格较贵，但磁导率比较高，可以代替硅钢片或者坡莫合金，用作高要求的中低频变压器铁心，例如漏电开关互感器。3 N8 {1 ?# ^1 Q4 r4 e
(3)钴基非晶合金+ }) J) r, L U; g7 e" A6 R( r
钴基非晶合金：由钴和硅、硼等组成，有时为了获得某些特殊的性能还添加其它元素，由于含钴，它们价格很贵，磁性较弱(饱和磁感应强度一般在1T以下)，但磁导率极高，一般用在要求严格的军工电源、或高端民用电源中的变压器、电感等，替代坡莫合金和铁氧体。+ E7 D/ L. X+ v% O2 `" ~( ?
非晶软磁合金材料的优点：
/ P; H4 F5 ?7 Y" x5 c6 z (1)优良的磁性9 e, B8 I8 `8 Q- g) X+ ^3 v: E1 z6 F
与传统的金属磁性材料相比，由于非晶合金原子排列无序，没有晶体的各向异性，而且电阻率高，因此具有高的导磁率、低的损耗，是优良的软磁材料，代替硅钢、坡莫合金和铁氧体等作为变压器铁心、互感器、传感器等，可以大大提高变压器效率、缩小体积、减轻重量、降低能耗。非晶合金的磁性能实际上是迄今为止非晶合金最主要的应用领域。
% R0 v* W" y7 t; ]) A% k0 P (2)高强韧性
! q* v% R9 K; W2 C$ W" g 明显高于传统的钢铁材料，可以作复合增强材料，如钓鱼杆等。国外已经把块状非晶合金应用于高尔夫球击球拍头和微型齿轮。非晶合金丝材可能用在结构零件中，起强化作用。另外，非晶合金具有优良的耐磨性，再加上它们的磁性，可以制造各种磁头。
( J3 H5 Q7 I- T2 i+ R& e ( 3)灵活的处理工艺) @" m. d z j+ Q
和其它磁性材料相比，非晶合金具有很宽的化学成分范围，而且即使同一种材料，通过不同的后续处理能够很容易地获得所需要的磁性。所以非晶合金的磁性能是非常灵活的，选择余地很大，为电力电子元器件的选材提供了方便。" L$ N. ^9 e3 K8 j. z9 ^1 O
(4)制造工艺简单，节能、环保 i! R! _* b$ X
传统的薄钢板，从炼钢、浇铸、钢锭开坯、初轧、退火、热轧、退火、酸洗、精轧、剪切到薄板成品，需要若干工艺环节、数十道工序。由于环节多，工艺繁杂，传统的钢铁企业都是耗能大户和污染大户，有“水老虎”和“电老虎”之称。而非晶合金的制造是在炼钢之后直接喷带，只需一步就制造出了薄带成品，工艺大大简化，节约了大量宝贵的能源，同时无污染物排放，对环境保护非常有利。正是由于非晶合金制造过程节能，同时它的磁性能优良，降低变压器使用过程中的损耗，因此被称为绿色材料和二十一世纪的材料。3 \4 D7 l8 D) ^
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发表于 2019-3-5 07:30
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