例13：软磁材料的使用

常用的磁性材料就是指铁磁性物质。它是电工材料之一，是电器产品中的主要材料。磁性材料按其特性、结构和用途通常分为软磁性材料、永磁性材料（硬磁材料）、磁记录材料、磁记忆材料、旋磁材料和非晶态软磁性材料等。

软磁材料磁性能的主要特点是磁导率^μ很高，剩磁B_r很小、矫顽力H_c很小，磁滞现象不严重，因而它是一种既容易磁化，也容易去磁的材料，磁滞损耗小。所以一般都是在交流磁场中使用，是应用最广泛的一种磁性材料。磁导率^μ表示物质的导磁能力，由磁介质的性质决定其大小。一般把矫顽力H_c＜10³A/m的磁性材料归类为软磁材料。

属于软磁性材料的品种有电工用纯铁、硅钢片、铁镍合金、铁铝合金、软磁铁氧体、铁钴合金等，主要是作为传递和转换能量的磁性零部件或器件。

（1）电工用纯铁

电工用纯铁（牌号DT）的主要特点是含碳量在0.04%以下，具有较高的磁感应强度和磁导率，冷加工性好，而矫顽力较低；缺点是电阻率低，涡流损耗大，铁损高，存在磁老化现象，故不能用在交流磁场中，主要应用在直流或低频电路中。制备高纯度铁的工艺复杂，成本高，所以，工程上用电磁纯铁替代电工纯铁。电磁纯铁一般加工成厚度不超过4mm的板材。

（2）硅钢片

硅钢片（牌号有DR、DW或DQ）又称为电工钢片，是在铁中加入0.8%～4.5%的硅制成的。在铁中加入硅后可以起到提高磁导率、降低矫顽力和铁损耗，但硅含量增加，硬度和脆性加大，热导率降低，不利于机械加工和散热，一般硅含量要小于4.5%。它和电工纯铁相比，电阻率增高，铁损降低，磁时效基本消除，但热导率降低，硬度提高，脆性增大。适合在强磁场条件下使用。另外，硅钢片的厚度，也影响着它的电磁性能，厚度越大，涡流损耗越高，但是，厚度减小，就会影响制造铁芯的效率，并使叠装系数下降。在电动机工业中大量使用的硅钢片厚度为0.35mm和0.5mm；在电信工业中，由于频率高、涡流损耗大，硅钢片的厚度为0.05～0.2mm。按照制造工艺的不同，硅钢片可分为热轧和冷轧两类。

①热轧硅钢片。广泛应用于交直流电动机、电力变压器、调压器、互感器、继电器、电抗器、磁放大器及开关等产品的铁芯中。

②取向冷轧硅钢片。它的特点是磁导率高、铁损低、磁性有方向性，主要应用于制造电力变压器和大型发电机的铁芯。

③无取向冷轧硅钢片。其特点是硅钢片的磁性无方向性，也就是沿各方向的磁性相同，主要应用于制造小型发电机、电动机和变压器的铁芯。

（3）铁镍合金

铁镍合金（牌号1J50、1J51等）和其他软磁材料相比的优点是在低磁场下，有极高的磁导率^μ和很低的矫顽力H_c，但对应力比较敏感。在弱磁场下，磁滞损耗相当低，电阻率又比硅钢片高，故高频特性好。常用于频率较高的弱磁场中工作的器件，可用来制造中小功率变压器、脉冲变压器、微型电动机、继电器、互感器、精密仪器仪表的动静铁芯、磁屏蔽器件、记忆器件等。

（4）铁铝合金

铁铝合金（牌号1J12等）的电磁性能好，具有较高的磁导率和较小的矫顽力，比铁镍合金的电阻率高，在重量上比铁镍合金轻，但随着含铝量增加（超过10%），硬度和脆性增大，塑性变差。常用于弱磁场和中等磁场下工作的器件，如小功率变压器、脉冲变压器、高频变压器、微电动机、继电器、互感器、磁放大器、电磁离合器、磁放大器、电感元件、磁屏蔽器件、电磁阀、磁头和分频器等。

（5）软磁铁氧体

软磁铁氧体（牌号R100等）属非金属磁化材料，烧结体，其特点是电阻率非常高，高频时具有较高的磁导率，但饱和磁感应强度低，温度稳定性也较差，较硬脆，不耐冲击，不易加工，用于100～500kHz的高频磁场的电磁元件，可用于制造脉冲变压器、高频变压器、开关电源变压器、中长波及短波天线等。