坡莫合金金屬磁芯：各類(lèi)坡莫合金材料有著各自不同的，較硅鋼材料與鐵氧體優(yōu)異的典型磁性能，有著較高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)效穩(wěn)定性。

　　高初始磁導(dǎo)率類(lèi)坡莫合金材料(IJ79，IJ85，IJ86)鐵芯常制作電流互感器，小信號(hào)變壓器;高矩形度類(lèi)坡莫合金材料(IJ51)鐵芯常制作磁放大器，雙級(jí)性脈沖變壓器;低剩磁類(lèi)坡莫合金材料(IJ67h)

　　鐵芯常制作中小功率單極性脈沖變壓器

　　二、 非晶磁芯:

　　⑴鐵基非晶鐵芯:

　　在幾乎所有的非晶合金鐵芯中具有最高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度(1.451.56T)，同時(shí)具有高導(dǎo)磁率，低矯頑力，低損耗，低激磁電流和良好的溫度穩(wěn)定性和時(shí)效穩(wěn)定性。

　　主要用于替代硅鋼片，作為各種形式，不同功率的工頻配電變壓器、中頻變壓器，工作頻率從50Hz到10KHz;作為大功率開(kāi)關(guān)電源電抗器鐵芯，使用頻率可達(dá)50KHz。

　?、?鐵鎳基非晶鐵芯:

　　中等偏低的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度(0.75T)，高導(dǎo)磁率，低矯頑力，耐磨耐蝕，穩(wěn)定性好。常用于取代坡莫合金鐵芯作為漏電開(kāi)關(guān)中的零序電流互感器鐵芯。

　?、氢捇蔷цF芯:

　　在所有的非晶合金鐵芯中具有最高的磁導(dǎo)率，同時(shí)具有中等偏低的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度(0.65T)，低矯頑力，低損耗，優(yōu)異的耐磨性和耐蝕性，良好的溫度穩(wěn)定性和時(shí)效穩(wěn)定性，耐沖擊振動(dòng)。主要用于取代坡莫合金鐵芯和鐵氧體鐵芯制作高頻變壓器，濾波電感，磁放大器，脈沖變壓器，脈沖壓縮器等應(yīng)用在高端領(lǐng)域(軍用)

　　坡莫合金實(shí)質(zhì)上是鐵鎳(FeNi)合金，其矯頑力很低，而飽和磁密Bs、磁導(dǎo)率和居里溫度都很高，接近于純鐵。多元坡莫合金，初始相對(duì)磁導(dǎo)率可達(dá)30000～80000，但是電阻率低，在10-7Ω-m左右，它可以被加工成極薄的薄片，所以可用在高達(dá)(20～30)kHz的工作頻率。 國(guó)內(nèi)工程上常用厚度為0.02mm的坡莫合金薄帶，另外也有0.005mm厚的薄帶，但由于在磁心的卷繞過(guò)程中薄帶表面要絕緣，致使它的填充系數(shù)大大降低，因此工程上很少使用。 當(dāng)應(yīng)用頻率超過(guò)30kHz以上時(shí)，由于坡莫合金的電阻率低，其損耗會(huì)明顯增加。 高導(dǎo)磁合金(坡莫合金) 高導(dǎo)磁合金是指初始導(dǎo)磁率和最大導(dǎo)磁率高的鐵鎳合金等，商品名稱(chēng)大多數(shù)被叫做“坡莫合金”。

   除了高導(dǎo)磁率外，坡莫合金損耗比較低，特別是環(huán)境適應(yīng)性比較好，性能穩(wěn)定，雖然價(jià)格貴，但是仍然使用在條件比較嚴(yán)格的電源中。 坡莫合金主要種類(lèi)是鐵鎳合金，由鎳(35%～85%)、鐵和添加的鉬、銅、鎢等組成。在20世紀(jì)40年代已基本定型，到70年代和80年代大量使用，形成了幾十種型號(hào)，一般根據(jù)鎳含量多少來(lái)分類(lèi)。鎳含量在30%～50%之間為低鎳合金，如中國(guó)的1J30、1J34、1J50、1J51等。鎳含量在65%～85%之間為高鎳合金，如中國(guó)的1J66、1J79、1J80、1J88等。根據(jù)電源的需要，已經(jīng)制定出各種各樣的坡莫合金帶材。 有磁滯回線(xiàn)為矩形的、非矩形的、線(xiàn)性的(恒導(dǎo)磁)材料?？梢攒堉瞥?.20mm至0.005mm(5μm)厚度的各種規(guī)格。一般0.20mm厚的坡莫合金用于50Hz,0.005mm厚的坡莫合金用于500kHz～1MHz，涵蓋了工頻，中頻至高頻整個(gè)頻率范圍，早已突破了只能用于20kHz以下的舊觀(guān)念。 和硅鋼、軟磁鐵氧體一樣，坡莫合金近十年來(lái)也在迅猛的發(fā)展。一個(gè)是用低鎳含量的鐵鎳合金添加鉻等元素，使其達(dá)到高鎳含量的導(dǎo)磁性能，從而降低成本。已經(jīng)報(bào)導(dǎo)的Ni38Cr8Fe合金，在H=0.4A/m下磁導(dǎo)率達(dá)到100000～300000，接近高鎳含量合金的水平。更突出的是國(guó)內(nèi)外近年來(lái)相繼推出高初始導(dǎo)磁率200000～300000，最大導(dǎo)磁率350000～500000的坡莫合金產(chǎn)品。還有一個(gè)是突破坡莫合金薄帶制造工藝，軋成0.01mm～0.005mm厚超薄帶，擴(kuò)大頻率應(yīng)用范圍。0.005mm厚的Ni80Mo5坡莫合金超薄帶，在Bm為0.1T時(shí)，500kHz下?lián)p耗為0.126W/g，1MHz下為0.392W/g，5MHz下為6.79W/g，10MHz下為23.1W/g?？梢杂糜?MHz以上的電源變壓器中。

　　粉芯類(lèi)

　　1. 磁粉芯

　　磁粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介質(zhì)混合壓制而成的一種軟磁材料。由于鐵磁性顆粒很小(高頻下使用的為0.5～5 微米)，又被非磁性電絕緣膜物質(zhì)隔開(kāi)，因此，一方面可以隔絕渦流，材料適用于較高頻率;另一方面由于顆粒之間的間隙效應(yīng)，導(dǎo)致材料具有低導(dǎo)磁率及恒導(dǎo)磁特性;又由于顆粒尺寸小，基本上不發(fā)生集膚現(xiàn)象，磁導(dǎo)率隨頻率的變化也就較為穩(wěn)定。主要用于高頻電感。磁粉芯的磁電性能主要取決于粉粒材料的導(dǎo)磁率、粉粒的大小和形狀、它們的填充系數(shù)、絕緣介質(zhì)的含量、成型壓力及熱處理工藝等。

　　常用的磁粉芯有鐵粉芯、坡莫合金粉芯及鐵硅鋁粉芯三種。

　　磁芯的有效磁導(dǎo)率μe及電感的計(jì)算公式為： μe = DL/4N2S × 109

　　其中：D 為磁芯平均直徑(cm)，L為電感量(享)，N 為繞線(xiàn)匝數(shù)，S為磁芯有效截面積(cm2)。

　　(1) 鐵粉芯

　　常用鐵粉芯是由碳基鐵磁粉及樹(shù)脂碳基鐵磁粉構(gòu)成。在粉芯中價(jià)格最低。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值在1.4T左右;磁導(dǎo)率范圍從22～100;初始磁導(dǎo)率μi隨頻率的變化穩(wěn)定性好;直流電流疊加性能好;但高頻下?lián)p耗高。 鐵粉芯初始磁導(dǎo)率隨直流磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化 鐵粉芯初始磁導(dǎo)率隨頻率的變化

　　(2)坡莫合金粉芯

　　坡莫合金粉芯主要有鉬坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux)。

　　MPP 是由81%Ni、2%Mo及Fe粉構(gòu)成。主要特點(diǎn)是：飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值在7500Gs左右;磁導(dǎo)率范圍大，從14～550;在粉末磁芯中具有最低的損耗;溫度穩(wěn)定性極佳，廣泛用于太空設(shè)備、露天設(shè)備等;磁致伸縮系數(shù)接近零，在不同的頻率下工作時(shí)無(wú)噪聲產(chǎn)生。主要應(yīng)用于300kHz以下的高品質(zhì)因素Q濾波器、感應(yīng)負(fù)載線(xiàn)圈、諧振電路、在對(duì)溫度穩(wěn)定性要求高的LC電路上常用、輸出電感、功率因素補(bǔ)償電路等, 在AC電路中常用, 粉芯中價(jià)格最貴。

　　高磁通粉芯HF是由50%Ni、50%Fe粉構(gòu)成。主要特點(diǎn)是：飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值在15000Gs 左右;磁導(dǎo)率范圍從14～160;在粉末磁芯中具有最高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，最高的直流偏壓能力;磁芯體積小。主要應(yīng)用于線(xiàn)路濾波器、交流電感、輸出電感、功率因素校正電路等, 在DC 電路中常用，高DC 偏壓、高直流電和低交流電上用得多。價(jià)格低于MPP。

　　(3) 鐵硅鋁粉芯(Kool Mμ Cores)

　　鐵硅鋁粉芯由9%Al、5%Si, 85%Fe粉構(gòu)成。主要是替代鐵粉芯，損耗比鐵粉芯低80%，可在8kHz以上頻率下使用;飽和磁感在1.05T 左右;導(dǎo)磁率從26～125;磁致伸縮系數(shù)接近0，在不同的頻率下工作時(shí)無(wú)噪聲產(chǎn)生;比MPP有更高的DC偏壓能力;具有最佳的性能價(jià)格比。主要應(yīng)用于交流電感、輸出電感、線(xiàn)路濾波器、功率因素校正電路等。有時(shí)也替代有氣隙鐵氧體作變壓器鐵芯使用。

　　二) 帶繞鐵芯

　　1. 硅鋼片鐵芯

　　硅鋼片是一種合金，在純鐵中加入少量的硅(一般在4.5%以下)形成的鐵硅系合金稱(chēng)為硅鋼。該類(lèi)鐵芯具有最高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值為20000Gs;由于它們具有較好的磁電性能，又易于大批生產(chǎn)，價(jià)格便宜，機(jī)械應(yīng)力影響小等優(yōu)點(diǎn)，在電力電子行業(yè)中獲得極為廣泛的應(yīng)用，如電力變壓器、配電變壓器、電流互感器等鐵芯。是軟磁材料中產(chǎn)量和使用量最大的材料。也是電源變壓器用磁性材料中用量最大的材料。特別是在低頻、大功率下最為適用。常用的有冷軋硅鋼薄板DG3、冷軋無(wú)取向電工鋼帶DW、冷軋取向電工鋼帶DQ，適用于各類(lèi)電子系統(tǒng)、家用電器中的中、小功率低頻變壓器和扼流圈、電抗器、電感器鐵芯，這類(lèi)合金韌性好，可以沖片、切割等加工，鐵芯有疊片式及卷繞式。但高頻下?lián)p耗急劇增加，一般使用頻率不超過(guò)400Hz。從應(yīng)用角度看，對(duì)硅鋼的選擇要考慮兩方面的因素：磁性和成本。對(duì)小型電機(jī)、電抗器和繼電器，可選純鐵或低硅鋼片;對(duì)于大型電機(jī)，可選高硅熱軋硅鋼片、單取向或無(wú)取向冷軋硅鋼片;對(duì)變壓器常選用單取向冷軋硅鋼片。在工頻下使用時(shí)，常用帶材的厚度為0.2~0.35毫米;在400Hz下使用時(shí)，常選0.1毫米厚度為宜。厚度越薄，價(jià)格越高。

　　2. 坡莫合金

　　坡莫合金常指鐵鎳系合金，鎳含量在30~90%范圍內(nèi)。是應(yīng)用非常廣泛的軟磁合金。通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に?，可以有效地控制磁性能，比如超過(guò)105的初始磁導(dǎo)率、超過(guò)106的最大磁導(dǎo)率、低到2‰奧斯特的矯頑力、接近1或接近0的矩形系數(shù)，具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)的坡莫合金具有很好的塑性，可以加工成1μm的超薄帶及各種使用形態(tài)。常用的合金有1J50、1J79、1J85等。1J50 的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度比硅鋼稍低一些，但磁導(dǎo)率比硅鋼高幾十倍，鐵損也比硅鋼低2~3倍。做成較高頻率(400~8000Hz)的變壓器，空載電流小，適合制作100W以下小型較高頻率變壓器。1J79 具有好的綜合性能，適用于高頻低電壓變壓器，漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)鐵芯、共模電感鐵芯及電流互感器鐵芯。1J85 的初始磁導(dǎo)率可達(dá)十萬(wàn)105以上，適合于作弱信號(hào)的低頻或高頻輸入輸出變壓器、共模電感及高精度電流互感器等。

　　3. 非晶及納米晶軟磁合金(Amorphous and Nanocrystalline alloys)

　　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(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，存在著晶粒、晶界、位錯(cuò)、間隙原子、磁晶各向異性等缺陷，對(duì)軟磁性能不利。從磁性物理學(xué)上來(lái)說(shuō)，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(jié)構(gòu)對(duì)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(wèn)世的一個(gè)新型材料領(lǐng)域。它的制備技術(shù)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(wàn)度的超急冷凝固技術(shù)，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(chēng)之為對(duì)傳統(tǒng)冶金工藝的一項(xiàng)革命。由于超急冷凝固，合金凝固時(shí)原子來(lái)不及有序排列結(jié)晶，得到的固態(tài)合金是長(zhǎng)程無(wú)序結(jié)構(gòu)，沒(méi)有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在，稱(chēng)之為非晶合金，被稱(chēng)為是冶金材料學(xué)的一項(xiàng)革命。這種非晶合金具有許多獨(dú)特的性能，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強(qiáng)度、硬度和韌性，高的電阻率和機(jī)電耦合性能等。由于它的性能優(yōu)異、工藝簡(jiǎn)單，從80年代開(kāi)始成為國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)界的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。目前美、日、德國(guó)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(chǎng)。