按照物质在外磁场中表现出来磁性的强弱,将其分为抗磁性物质、顺磁性物质、铁磁性物质、反铁磁性物质和亚铁磁性物质。大多数材料是抗磁性和顺磁性的,对外磁场反应较弱;铁磁性物质和亚铁磁性物质是强磁性物质,通常所说磁性材料是指强磁性材料。
(1)铁磁性材料
铁磁性材料是指在外磁场作用下,具有明显磁化强度和磁化方向的材料。铁磁性材料包括铁、钴、镍等金属,以及铁氧体、钕铁硼等人工合成材料,铁磁性材料的磁性强、稳定性好,但易磁化和磁滞损耗大。
(2) 抗磁性材料
抗磁性材料是指在外磁场作用下,不具有明显磁化强度和磁化方向的材料。抗磁性材料包括铜、银、金等金属,以及铝、铁、镁等合金,抗磁性材料的磁性弱、稳定性好,但不易磁化。
(3)顺磁性材料
顺磁性材料是指在外磁场作用下,具有明显磁化强度和磁化方向的材料,顺磁性材料包括铁、镍、铬等金属,以及氧化铁、氧化铬等人工合成材料,顺磁性材料的磁性强、但稳定性差,易受温度和磁场的影响
按照磁性能可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁性材料。
(1)硬磁材料
硬磁材料又称永磁材料,是指外磁场磁化后,去掉外磁场后仍能保持着较强的剩磁的材料。其矫顽力强、剩余磁化强度高、磁积能大、磁滞回线较宽,剩余磁通密度高、稳定性高。 硬磁材料主要包括稀土硬磁材料、金属硬磁材料、铁氧体硬磁材料,目前应用比较广泛的是钕铁硼强磁和铁氧体磁铁。钕铁硼磁性材料是钕、氧化铁等的合金,又称磁钢,是稀土永磁材料发展的最新结果,钕铁硼具有极高的磁能积,矫顽力和高能量密度。铁氧体磁铁采用粉末冶金方法生产、剩磁较低、回复磁导率小。矫顽力大,抗去磁能力较强。
(2)软磁材料
软磁材料主要功能是导磁、电磁能量的转换与传输,要求有较高的磁导率、较高的磁感应强度、磁滞回线较窄、磁损耗小。与硬磁材料相比,其矫顽力较小,磁滞回线较窄。软磁材料主要包括纯铁和碳钢、镍-铁合金、磁性陶瓷材料、非晶态合金,纳米晶软磁材料,目前应用比较广泛的是磁粉芯、非绕铁芯。其中磁粉芯包括铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯、坡莫合金粉芯、铁氧体磁芯;带绕铁芯主要包括硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金。
磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。由于铁磁性颗粒很小,又被非磁性电绝缘膜物质隔开,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性,又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤效应,磁导率随频率的变化也就较为稳定。磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、填充系数、绝缘介质的含量、成型压力、热处理工艺等。常用磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉、铁硅铝粉芯三种。
(1)铁粉芯
常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成,在粉芯中价格最低。饱和磁感应强度值在 1.4T 左右,磁导率范围从 22-100;初始磁导率随频率的变化稳定性较好;直流叠加性能好;但高频下损耗大。
(2)坡莫合金粉芯
坡莫合金粉芯主要有铝坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯。MPP 的饱和磁感应强度值在 7500GS 左右;磁导率范围 14-550,在粉末磁芯中具有最低的损耗,温度稳定性**。高磁通粉芯的饱和磁感应强度值在 15000GS 左右;磁导率范围 14-160,在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度,最高的直流偏压能力,磁芯体积小。
(3)铁硅铝粉芯
铁硅铝粉芯主要是替代铁粉芯,损耗比铁粉芯低 80%,可以在 8KHz 以上频率下使用,饱和磁感在 1.05T 左右,磁导率范围 26-125,磁致伸缩系数接近零,在不同的频率下工作时无噪声产生;比 MPP 有更高的 DC 偏压能力,具有**的性价比。