1.3.2　软磁材料

软磁材料是指磁滞回线比较窄、其矫顽力不大于1000A/m的磁性材料，它具有磁导率高、剩磁和矫顽力低、容易磁化和去磁、磁滞损耗小等磁特征。在工程上主要用来减小磁路磁阻和增大磁通量，它适于制作传递、转换能量和电信号的磁性零部件或器件。通常分为金属软磁材料和铁氧体软磁材料两大类。金属软磁材料与铁氧体软磁材料相比，具有饱和磁感应强度高、矫顽力低、电阻率低等特点，其品种主要包括电工用纯铁、电工用纯钢片、铁镍合金、铁铝合金和铁钴合金等。

软磁材料选用时要考虑应用的场合。在强磁场下使用的材料应具有低的铁损和高的磁感应强度，如用作发电机、电力变压器、电机等电气设备的铁芯。在弱磁场下应具有高的磁导率和低的矫顽力等磁性能，如用作高灵敏度继电器、电工仪表、小功率变压器等电器中电磁元件铁芯材料。在高频条件下使用，除了应磁导率高和矫顽力低之外，还应具有高的电阻率，以降低涡流损耗，如用作电视机中频变压器、调谐电感电抗器以及磁饱和放大器等的铁芯材料。此外，在某些特殊条件下使用的软磁材料，应满足其不同的特殊要求，如恒导磁材料要求在一定的磁感应强度范围内材料的磁导率基本保持不变，可用作恒电感和脉冲变压器的铁芯材料。

电工用的纯铁是一种纯度在98%以上、含碳量不大于0.04%的软铁，它具有饱和磁感应强度高、磁导率高和矫顽力低等优良的软磁性能。电工纯铁一般轧成不超过4mm厚的板材，用于直流或脉动成分不大的电器中作为导磁铁芯。电工纯铁实物如图1-27所示，它可分为原料纯铁、电子管纯铁和电磁纯铁三种。

电工用的硅钢片是一种含硅量为0.5%～4.8%的铁铝合金板材和带材，它具有磁导率高、电阻率大、磁滞损耗小等特点，但其饱和磁感应强度和热导率较低、脆性较大，适于作工频交流电磁器件，如变压器、互感器、继电器等的铁芯，是电工产品中应用最广、用量最大的磁性材料。按制造工艺可分为热轧和冷轧两种，按晶粒取向可分为取向硅钢片和无取向硅钢片两大类。图1-28为EI型冷轧取向硅钢片实物图。

图1-27　电工纯铁实物图

图1-28　EI型冷轧取向硅钢片实物图

在铁中加入38%～81%的镍，经真空冶炼即成铁镍合金（又称坡莫合金）。具有起始磁导率和最大磁导率非常高、矫顽力低、低磁场下磁滞损耗相当低、电阻率大、耐腐蚀性好等特点，但其饱和磁通密度不如硅钢片。可用于制作在弱磁场工作的铁芯材料、磁屏障材料以及脉冲变压器材料等。如用于高频或中频电感、变压器、磁放大器、微特电机和仪表作为铁芯以及用作电讯器件的磁屏等。

铁铝合金具有较高的起始磁导率和很高的电阻率，硬度高、耐磨性好、矫顽力低、磁滞损耗较低、抗振动、抗冲击、价格低等，但加工性能较差，主要用来制作弱磁场中工作的音频变压器、脉冲变压器、灵敏继电器等。

铁钴合金的饱和磁感应强度和居里温度均较高，但价格也较高，常用于高温场合。

粉末软磁材料是用粉末冶金方法，经过压制、烧结、热处理等工艺制造而成的，主要用于无线电、电信、电子计算机和微波技术等弱电技术中，常用的有软磁铁氧体、烧结铁及铁合金等。软磁铁氧体是一种非金属磁性材料，具有电阻率高、高频范围内磁导率高、磁损耗小等特点，可用作中频和高频变压器、脉冲和开关电源变压器、高频焊接变压器、低通滤波器及可控硅电流上升率限制电感的铁芯。