非晶软磁合金材料

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非晶软磁合金材料
3 ~. h+ P+ c9 m/ G( w6 b8 E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。
0 j- E3 X; `  v7 A　　何为晶体，何为非晶体?　　
4 i" Q+ n) R2 a+ f) k8 y7 y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)。
; |' @, l; @4 Y; E　　非晶软磁合金材料的种类
　　( 1)铁基非晶合金
　　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。
6 A+ e# \; D+ Q$ w8 c; S, {　　(2)铁镍基非晶合金
. J# n& i6 G9 S　　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。
* z; [; X+ {! }2 b% s3 Y! E0 }7 u7 A　　(3)钴基非晶合金
, `/ m$ w6 l& w0 y( M6 U　　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。
! |" v$ k0 ?" Y0 w( K　　非晶软磁合金材料的优点：
　　(1)优良的磁性
/ k. o# t& n1 `6 H' Q　　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。
! l3 c$ `6 ?$ G& F　　(2)高强韧性
6 r7 o& k, w! V　　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。
　　( 3)灵活的处理工艺
) B% J7 L9 {/ l" [9 l; @' s　　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。
　　(4)制造工艺简单，节能、环保
/ |9 f2 m. p5 C- u3 h7 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。

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