1、纯铁、低碳钢:磁导率高、加工性能好。但涡流损耗大,只宜用于直流铁芯。

2、硅钢片、硅钢带:电阻率高,涡流损耗小。但质脆、加工性能差。片状叠合或卷成环状使用,片间浸绝缘漆或形成氧化层以减小涡流损耗。

3、坡莫合金:铁镍合金的统称,具有很高的磁导率。用于精密仪表、记录磁头等或要求体积小的场合。

4、铁氧体:以Fe2O3为主要成分,掺合Mn-Zn或Ni-Zn等,用粉末冶金法压制成锰锌铁氧体或镍锌铁氧体,其电阻率高,高频损耗小,前者用于1MHz以下,后者用于微波频率。工作频率越高则其磁导率越低。铁氧体属于亚铁磁性材料,磁导率低于铁磁材料。

当磁化发生在Hc不大于1000A/m,这样的材料称为软磁体。典型的软磁材料,可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。

软磁材料主要特点:软磁材料(soft magnetic material)具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等 。

软磁材料的种类、特点和应用范围如下表。

软磁材料种类、特点和应用范围

到20世纪初,研制出了硅钢片代替低碳钢,提高了变压器的效率,降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。

到20年代,无线电技术的兴起,促进了高导磁材料的发展,出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。

从40年代到60年代,是科学技术飞速发展的时期,雷达、电视广播、集成电路的发明等,对软磁材料的要求也更高,生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。

进入70年代,随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展,研制出了磁头用软磁合金,除了传统的晶态软磁合金外,又兴起了另一类材料——非晶态软磁合金。

对功率铁氧体材料的主要要求是:较高的磁导率(mi2000)、高的居里温度(Tc)、高表观密度(d)、高饱和磁感应强度(Bs)和高频下的超低磁芯损耗(PC)。对高磁导率铁氧体材料的主要要求是:高的磁导率(mi12000)、高表观密度(d)、高频低场下低的磁芯损耗(tand/mi)和优良的频率扩展特性(f-L)。对铁氧体磁芯元件本身的主要要求是:最佳的电磁性能及性能的一致性、精确的机械尺寸及足够的机械强度和良好的工艺质量(包括外观质量和外形缺陷等)。

纵观近几年各国软磁铁氧体生产量的变化可以看出,世界软磁铁氧体的生产格局已经发生了很大变化。今后几年,日本、美国和西欧各国的软磁铁氧体生产虽然将继续保持负增长,但为充分利用亚太地区廉价的劳动力资源和原材料资源,这些国家的一些企业,如:PhiliPS、Siemens、TDK、TOKIN、FDK、日立、川铁等在该地区(主要集中在中国大陆、台湾,印度以及东南亚各国)建立的铁氧体工厂(主要生产MnZn 铁氧体)的产量却不断增加,并且,这些企业向亚洲转移其生产工厂的趋势也正在加剧。发达国家铁氧体工厂的大量涌入,势必将会进一步加剧该地区在软磁铁氧体生产上的竞争。

总之,软磁材料今后仍将沿着高 Bs、高m、高Tc、低Pc、低Hc 和高频化、小型化、薄型化方向发展,以满足磁性元件的日益薄膜化和小型化,甚至集成化的趋势。

在今后10 年内,软磁铁氧体材料重点要发展高频低功耗、高磁导率材料和片式化的表面贴装元件;在非晶软磁合金和磁记录材料及高频软磁合金方面则重点发展纳米材料。

在软磁材料的发展过程中,20 世纪30 年代前为金属软磁的一统天下,五六十年代为软磁铁氧体的黄金时代;自从70 年代初开发成功非晶态软磁合金,80 年代末期开发成功纳米晶软磁材料以来,相继又发现了许多高起始磁导率和低矫顽力的纳米晶软磁材料,近年来又开发了许多高频特性优良的纳米颗粒结构的软磁材料。

90 年代以来,纳米结构的金属磁性材料的崛起,已经成为软磁铁氧体有力的竞争者。目前传统的铁氧体软磁材料正朝着提高综合性能指标的方向发展。