非晶軟磁合金材料及其產業現狀與發展前景

91视频免费观看根據原子排列方式把物質劃分為晶體和非晶體兩類。物質裏麵的原子排列是整齊有序的叫做晶體;物質的原子排列是混亂的叫做非晶體。通常情況下，金屬及合金在從液體凝固成固體時，原子總是從液體的混亂排列轉變成整齊的排列，即成為晶體。但是，如果金屬或合金的凝固速度非常快(例如用每秒高達一百萬度的冷卻速率將鐵-硼合金熔體凝固)，原子來不及整齊排列便被凍結住了，終的原子排列方式類似於液體，是混亂的，這就是非晶合金(又稱為金屬玻璃)。

由於不同的物質形成非晶所需要的冷卻速度大不相同。單一金屬需要每秒高達一億度以上的冷卻速度才能形成非晶態。受目前工藝水平的限製，實際生產中難以達到如此高的冷卻速度，普通的單一的金屬難以從生產上製成非晶。為了獲得非晶態的金屬，一般將金屬與其它物質混合。當原子尺寸和性質不同的幾種物質搭配混合後，就形成了合金。這些合金具有兩個重要性質：①合金的成分一般在冶金學上的所謂“共晶”點附近，它們的熔點遠低於純金屬，例如 FeSiB合金的熔點一般為1200度以下，而純鐵的熔點為1538度;②由於原子的種類多了，合金在液體時它們的原子更加難以移動，在冷卻時更加難以整齊排列，也就是說更加容易被“凍結”成非晶。有了上麵的兩個重要條件，合金才可能比較容易地形成非晶。實際上，目前所有的實用非晶合金都是兩種或更多種元素組成的合金，例如 Fe-Si-B，FeNiPB，CoZr，ZrTiCuNi等。

迄今為止，國內外非晶合金開發多的是作為軟磁材料的一類。它們在化學成分上的一個共同點是：由兩類元素組成：一類是鐵磁性元素(鐵、鈷、鎳或者他們的組合)，它們用來產生磁性;另一類是矽、硼、碳等，它們稱為類金屬，也叫做玻璃化元素，有了它們，合金的熔點比純金屬降低了很多，才容易形成非晶。

非晶軟磁合金材料的種類

鐵基非晶合金

鐵基非晶合金：主要元素是鐵、矽、硼、碳、磷等。它們的特點是磁性強(飽和磁感應強度可達)、磁導率、激磁電流和鐵損等軟磁性能優於矽鋼片，價格便宜，適合替代矽鋼片，特別是鐵損低( 為取向矽鋼片的1/3-1/5)，代替矽鋼做配電變壓器可降低鐵損60-70%。鐵基非晶合金的帶材厚度為毫米左右，廣泛應用於中低頻變壓器的鐵心(一般在10千赫茲以下)，例如配電變壓器、中頻變壓器、大功率、電抗器等。

鐵鎳基非晶合金

鐵鎳基非晶合金：主要由鐵、鎳、矽、硼、磷等組成，它們的磁性比較弱(飽和磁感應強度大約為1T以下)，價格較貴，但磁導率比較高，可以代替矽鋼片或者坡莫合金，用作高要求的中低頻變壓器鐵心，例如漏電互感器。

鈷基非晶合金

鈷基非晶合金：由鈷和矽、硼等組成，有時為了獲得某些特殊的性能還添加其它元素，由於含鈷，它們價格很貴，磁性較弱(飽和磁感應強度一般在1T以下)，但磁導率極高，一般用在要求嚴格的軍工率高，因此具有高的導磁率、低的損耗，是優良的軟磁材料，代替矽鋼、坡莫合金和鐵氧體等作為變壓器鐵心、互感器、℃，坡莫合金：>400℃，鐵氧體： <200℃，鐵基非晶： >400℃

鐵氧體無論是飽和磁通密度還是居裏點都是低的;矽鋼的居裏點高，可惜隻能在低頻使用;坡莫合金的居裏點較高，飽和磁通密度中等，同時能在20kHz以上使用，但價格高;而不同的非晶態合金具有不同的飽和磁通密度和居裏點，分別可以應用於高頻和低頻，同時價格也低於相應的其它材料。因此，可以說非晶態合金作為變壓器鐵心使用是非常理想的。