軟磁材料基礎(chǔ)知識(shí)連載（一）

基本概念 ：（根據(jù)我國(guó)的計(jì)量法，物理量單位采用國(guó)際單位制，即SI。為方便理解，這里列出一些常用量的換算。）

磁感應(yīng)強(qiáng)度B：

磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以這樣定義，足夠小的電流元Idl（I為導(dǎo)線回路中的恒定電流，dl為導(dǎo)線回路中沿電流方向所取的矢量線元）在磁場(chǎng)中所受的力最大方向時(shí)，所受到的最大力dFmax與Idl的比值。B=dFmax/Idl

在SI中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B單位特[斯拉]T，1T=1N/A?m=1Wb/m2,1T=10000Gs（高斯）。

磁場(chǎng)強(qiáng)度H：

磁場(chǎng)強(qiáng)度H與電場(chǎng)中的電位移矢量D相似。

真空中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0，由于引入磁介質(zhì)而產(chǎn)生附加磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B’，則磁介質(zhì)總的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是B0和B’的矢量和，即B=B0+B’。B與B0的大小比稱相對(duì)磁導(dǎo)率 μr= B/B0 。不同的物質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響非常大，因此引出了一個(gè)輔助矢量——磁場(chǎng)強(qiáng)度H。磁介質(zhì)內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度H沿閉合路徑的環(huán)流等于閉合路徑包圍的所有傳導(dǎo)電流的代數(shù)和（存在磁介質(zhì)時(shí)的環(huán)路安培定理）。H=NI/ , 為到磁環(huán)有效磁路長(zhǎng)度。

B－H磁化曲線：

軟磁材料在交變磁場(chǎng)中，剛開始O點(diǎn)隨著電流nI變大， B開始緩慢變大，當(dāng)?shù)絘點(diǎn)時(shí)，B急劇變大，當(dāng)?shù)絙點(diǎn)，B增加變緩，當(dāng)?shù)絚點(diǎn)H再變大時(shí)，B幾乎不再變大，我們說(shuō)材料被磁化到了飽和。達(dá)到飽和之后，無(wú)論H怎樣增大，材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度也不再增大。此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 稱為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，用Bs來(lái)表示。B－H關(guān)系畫成曲線，就是材料B－H磁化曲線。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁性材料的一個(gè)重要指標(biāo)。

在SI中，磁場(chǎng)強(qiáng)度H單位是安[培]每米（A/m）。

磁導(dǎo)率μ：

在各向同性的均勻磁介質(zhì)中，B與H成正比關(guān)系：B=μH，μ稱為磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率 μ=B/H，磁導(dǎo)率實(shí)際上代表了磁性材料被磁化的容易程度。在磁化的不同階段，材料的磁導(dǎo)率也不同，磁導(dǎo)率在最高點(diǎn)稱為最大磁導(dǎo)率。在磁化起始點(diǎn)的磁導(dǎo)率稱為初始磁導(dǎo)率，簡(jiǎn)稱初導(dǎo)。磁導(dǎo)率是軟磁材料另一個(gè)非常重要指標(biāo)。

在SI單位制中,磁導(dǎo)率的單位亨[利]每米H/m，常用T/（A/m），T/（A/cm），但一般用相對(duì)磁導(dǎo)率μr來(lái)表示。1（H/m）=T/（A/m)=100T/（A/cm)，在有些資料上用特/奧（斯特）（T/Oe）或高斯/奧（斯特）（Gs/Oe），高斯與奧斯特都是以前的物理量。1A/m=4πe-3 Oe ，磁導(dǎo)率為1Gs/Oe 的磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率為1。相對(duì)磁導(dǎo)率μr是無(wú)量綱量。

(一)非晶、納米晶軟磁合金帶材
生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介：

非晶態(tài)軟磁合金帶材是60年代問(wèn)世的一種高新技術(shù)材料，其制備工藝采用速度為每秒近一百萬(wàn)度的快速冷凝技術(shù)，將熔融合金鋼水急速冷卻成厚度約25-30微米的合金帶材，其微觀結(jié)構(gòu)完全不同于傳統(tǒng)的金屬合金材料。具有優(yōu)異的磁性能（電阻率高、損耗?。?；硬度高、韌性好，耐高溫耐腐蝕；機(jī)電耦合系數(shù)、熱傳導(dǎo)性好；是一種綠色、環(huán)保、高效、節(jié)能的功能材料。

單包、三包制帶工藝裝置示意：

非晶、納米晶材料技術(shù)簡(jiǎn)介
1非晶軟磁合金材料及其應(yīng)用
　　
1.1非晶軟磁合金材料及其形成機(jī)理
　　
我們根據(jù)原子排列方式把物質(zhì)劃分為晶體和非晶體兩類。物質(zhì)里面的原子排列是整齊有序的叫做晶體;物質(zhì)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(shí)，原子總是從液體的混亂排列轉(zhuǎn)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?？欤ɡ缬妹棵敫哌_(dá)一百萬(wàn)度的冷卻速率將鐵－硼合金熔體凝固），原子來(lái)不及整齊排列便被凍結(jié)住了，最終的原子排列方式類似于液體，是混亂的，這就是非晶合金（又稱為金屬玻璃）。 如下圖左為晶態(tài)結(jié)構(gòu)，右圖為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。