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深入解析軟磁材料、坡莫合金及1J85合金的磁學特性
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| 發布時間：
2024/12/11 11:28:00 |
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深入解析軟磁材料、坡莫合金及1J85合金的磁學特性 詳細說明 |
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1 軟磁材料概述
軟磁材料是一種具有獨特性質的磁性材料，其特性在于易于在外界磁場的作用下磁化，而當磁場消失后，其磁性幾乎完全消失。此外，軟磁材料還具備高磁導率、低退磁因子以及低矯頑力等特點，這些特性使得軟磁材料在電磁鐵、變壓器、交流發電機、繼電器以及各類高頻電磁元件的磁芯和磁棒等領域得到了廣泛應用。
軟磁材料在工業中的應用歷史可追溯至19世紀。到了20世紀初期，硅鋼片開始取代低碳鋼，首次應用于電話的感應線圈中，這一變革不僅顯著提升了傳輸效率，還有效降低了損耗。20世紀20年代，隨著無線電技術的快速發展，坡莫合金磁粉芯應運而生。隨后的40年代至60年代，雷達、電視廣播、集成電路等新興技術的出現，對軟磁材料提出了更高的要求，推動了軟磁合金薄帶和軟磁鐵氧體材料的研發。進入70年代后，隨著電信、自動化控制、計算機工業等行業的蓬勃發展，磁頭用軟磁合金也應運而生。自上世紀80年代末以來，納米晶材料的出現更是為磁性材料領域注入了新的活力。1988年，日本日立公司的吉澤克仁等人在Fe-Si-B系非晶態合金中加入了Cu和Nb等元素，進一步推動了軟磁材料的發展。
2坡莫合金簡介
坡莫合金是一種鐵鎳合金，其鎳含量范圍在35%至90%之間。這種合金的~大特點是，在施加弱磁場時，具有較高的磁導率和飽和磁感應強度。關于坡莫合金的研究，~早可追溯到百余年前，由美國人Elmen發起。他發現，當鎳含量為78%時，鐵鎳合金的初始磁導率達到~高，因此將這種合金命名為坡莫合金。Elmen還發現，通過適當的熱處理，可以顯著改善合金的磁性能，如獲得超過10⁵的初始磁導率、超過10⁶的~大磁導率、低至2%的矯頑力以及接近0的矩形系數。此外，面心立方形態的坡莫合金具有良好的加工性能，可以加工成帶材、板材等多種形態。
3 影響1J85合金性能的關鍵因素
通過對軟磁合金的深入分析和研究，發現多種因素對1J85合金的性能具有顯著影響。了解這些因素及其對合金的危害，并據此進行調整，可以有效地優化和提高合金的性能。
（1）化學成分
邱春林等人的研究發現，軟磁合金的初始磁導率受鎳含量分布的影響較大。對于快冷合金，鎳含量在75%至80%之間時，具有~大的初始磁導率；對于爐冷合金，~大初始磁導率存在兩個峰值，分別約為45%和82%；對于低溫回火合金，~大初始磁導率的峰值則出現在40%和85%左右。總體上，初始磁導率隨著鎳含量的增加先增大后減小。在合金中加入Mo元素可以抑制合金的有序度轉變速度，減小對應力的反應，從而改變合金的磁性能。然而，過量的Mo元素添加會導致居里溫度和飽和磁感應強度下降，因此冶煉過程中一般選擇添加5%的Mo含量。
（2）晶體結構
合金中的晶粒由于晶體結構中存在的磁晶各向異性，其取向對磁性能具有顯著影響。對于高Ni的坡莫合金，磁晶各向異性常數小于0，[100]方向易于磁化；而對于低Ni的坡莫合金，磁晶各向異性常數大于0，[111]方向則易于磁化。經過高形變量冷軋后高溫熱處理退火，可以形成立方取向，在合金中出現織構，從而提高磁性能。此外，合金的晶粒大小存在~優尺寸。由于外加磁場的不同，磁化方式也會發生變化。~佳尺寸隨著外加磁場在合金磁化過程中的逐漸增大而降低。研究還發現，外加磁場較小時，磁化過程主要為磁疇轉動；而外加磁場較大時，磁化過程則主要為疇壁移動。在不同大小的外加磁場下，晶粒尺寸對合金飽和磁感應強度的影響也不同：施加強磁場時，磁化程度主要受晶界的影響；晶粒越大，晶界越少，磁疇轉動越容易，飽和磁感應強度越高；而施加弱磁場時，磁化難易程度主要受晶體織構的影響；晶粒越大，織構越少，磁疇移動受阻，飽和磁感應強度越低。
（4）熱處理工藝
熱處理工藝可以去除雜質、降低矯頑力，并獲得均勻致密的再結晶組織，達到無序化狀態。李晨雋等人通過氫氣作為保護氣對1J85合金進行熱處理，并獲得了顯著的結果。實驗發現，在1200℃以下，隨著退火溫度的升高，矯頑力逐漸減少，初始磁導率和~大磁導率呈上升趨勢；而飽和磁感應強度的變化則不明顯。這意味著合金的磁性能與熱處理溫度呈正相關。然而，當退火溫度超過1200℃后，繼續升高溫度會導致初始磁導率和~大磁導率顯著下降，同時矯頑力大幅提升。這表明此時合金的磁性能已大幅下降。
一、
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產品名稱：深入解析軟磁材料、坡莫合金及1J85合金的磁學特性 |
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