軟磁材料的磁性參數(shù)與器件的電氣參數(shù)之間的轉換

在設計軟磁器件時，首先要根據(jù)電路的要求確定器件的電壓～電流特性。器件的電壓～電流特性與磁芯的幾何形狀及磁化狀態(tài)密切相關。設計者必須熟悉材料的磁化過程并拿握材料的磁性參數(shù)與器件電氣參數(shù)的轉換關系。設計軟磁器件通常包括三個步驟：正確選用磁性材料；合理確定磁芯的幾何形狀及尺寸；根據(jù)磁性參數(shù)要求，模擬磁芯的工作狀態(tài)得到相應的電氣參數(shù)。

電力工業(yè)的發(fā)展促進了金屬磁性材料──硅鋼片（Si-Fe合金）的研制。永磁金屬從 19世紀的碳鋼發(fā)展到后來的稀土永磁合金，性能提高二百多倍。隨著通信技術的發(fā)展，軟磁金屬材料從片狀改為絲狀再改為粉狀，仍滿足不了頻率擴展的要求。

20世紀40年代，荷蘭J.L.斯諾伊克發(fā)明電阻率高、高頻特性好的鐵氧體軟磁材料，接著又出現(xiàn)了價格低廉的永磁鐵氧體。

50年代初，隨著電子計算機的發(fā)展，美籍華人王安首先使用矩磁合金元件作為計算機的內存儲器，不久被矩磁鐵氧體記憶磁芯取代，后者在60～70年代曾對計算機的發(fā)展起過重要的作用。

50年代初人們發(fā)現(xiàn)鐵氧體具有獨特的微波特性，制成一系列微波鐵氧體器件。壓磁材料在次世界大戰(zhàn)時即已用于聲納技術，但由于壓電陶瓷的出現(xiàn)，使用有所減少。

后來又出現(xiàn)了強壓磁性的稀土合金。非晶態(tài)（無定形）磁性材料是近代磁學研究的成果，在發(fā)明快速淬火技術后，1967年解決了制帶工藝，正向實用化過渡。

硅鋼和坡莫合金軟磁材料都是晶態(tài)材料，原子在三維空間做規(guī)則排列，形成周期性的點陣結構，存在著晶粒、晶界、位錯、間隙原子、磁晶各向異性等缺陷，對軟磁性能不利。從磁性物理學上來說，原子不規(guī)則排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶態(tài)結構對獲得優(yōu)異軟磁性能是十分理想的。非晶態(tài)金屬與合金是70年代問世的一個新型材料領域。它的制備技術完全不同于傳統(tǒng)的方法，而是采用了冷卻速度大約為每秒一百萬度的超急冷凝固技術，從鋼液到薄帶成品一次成型，比一般冷軋金屬薄帶制造工藝減少了許多中間工序，這種新工藝被人們稱之為對傳統(tǒng)冶金工藝的一項革命。由于超急冷凝固，合金凝固時原子來不及有序排列結晶，得到的固態(tài)合金是長程無序結構，沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在，稱之為非晶合金，被稱為是冶金材料學的一項革命。這種非晶合金具有許多獨特的性能，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強度、硬度和韌性，高的電阻率和機電耦合性能等。由于它的性能優(yōu)異、工藝簡單，從80年代開始成為國內外材料科學界的研究開發(fā)重點。美、日、德國已具有完善的生產(chǎn)規(guī)模，并且大量的非晶合金產(chǎn)品逐漸取代硅鋼和坡莫合金及鐵氧體涌向市場。

1．釹鐵硼磁鐵它是目前發(fā)現(xiàn)商品化性能的磁鐵，被人們稱為磁王，擁有的磁性能其磁能積(BHmax)高過鐵氧體(Ferrite)10倍以上。其本身的機械加工性能亦相當之好。工作溫度可達200攝氏度。而且其質地堅硬，性能穩(wěn)定，有很好的性價比，故其應用極其廣泛。但因為其化學活性很強，所以必須對其表面凃層處理。(如鍍Zn,Ni,電泳、鈍化等)。

2．鐵氧體磁鐵它主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通過陶瓷工藝法制造而成，質地比較硬，屬脆性材料，由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價格低廉、性能適中，已成為應用為廣泛的永磁體。

3．鋁鎳鈷磁鐵是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構成的一種合金。鑄造工藝可以加工生產(chǎn)成不同的尺寸和形狀，可加工性很好。鑄造鋁鎳鈷永磁有著可逆溫度系數(shù)，工作溫度可高達600攝氏度以上。鋁鎳鈷永磁產(chǎn)品廣泛應用于各種儀器儀表和其他應用領域。