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为什么非晶合金抗辐射

发布时间:2022-05-26 00:04:46

❶ 什么是非晶合金变压器

以前变压器的铁芯是用的硅钢,现在有的用的铁基非晶合金,这样磁损更少

普通的金属原子是规则排列的,是晶体,而非晶合金的原子是无序排列的,是玻璃那样的非晶体,所以非晶合金又叫金属玻璃。

液态原子是无序的,你可以想象如果把液态的铁快速冷却,原子来不及排列整齐,直接被“冻”住了,这样就变成了原子无序排列的“非晶合金”

❷ 微晶合金 和 非晶合金 哪个更适合做变压器铁芯

当然非晶好,纳米级的微晶也很好,但是他们制备成本都太大,暂时不可能用于低端变压器。

FINEMENT居里温度为570℃,远高于MnZn铁氧体和Co基非晶材料,其饱和磁化强度接近Fe基非晶材料,为MnZn铁氧体的3倍,饱和磁致伸缩系数仅为Fe基非晶材料的1/4,因此在高频段应用优于Fe基非晶态合金此外。它不存在非晶态材料老化的问题。非晶态材料与晶态相比,非晶态材料通常具有高强度、高耐腐蚀性与高电阻率的特性。

❸ 非晶态合金的性能有哪些,未来有什么研究方向

非晶态材料是目前材料科学中广泛研究的一个新领域,也是一种发展迅速的新型材料。所谓的“非晶态”,是相对晶态而言的,是物质的另一种结构状态。它不像晶态那样是原子的有序结构,而是一种长程无序,短程有序的结构,有点类似金属液体的结构。一些合金的非晶态赋予了它比晶态更优异的物理化学性能,使得非晶态材料的研究受到广泛关注。
在非晶态合金中不存在晶态合金中所存在的晶界、位错、扭曲等缺陷,使得其具有优异的机械、物理和化学性能,同时也使得非晶态合金展现出强大的生命力。 1、在机械性能方面,非晶态合金具有高强度、高硬度、高耐磨性、高疲劳抗力、屈服时完全塑性、无加工硬化现象。
非晶态合金具有极高的断裂强度和屈服强度,如非晶态Fe基合金(Fe80P15C5,Fe72Ni8 P15C7)屈服强度在2000~3000MPa,断裂强度约3000MPa,最高达4000MPa,可以用于制作飞机起落架。还可以通过改变成分及控制制备工艺条件等改善其力学性能,以获得超高强度的合金。对于金属材料,通常是高强度、高硬度而较脆,而非晶合金则两者兼顾,它们不仅强度高,硬度高,而且韧性也较好。
非晶态合金在变形时无加工硬化现象。低温时的塑性变形为不均匀变形,而高温时显示出均匀的粘滞性流动。非晶态金属的动态性能也很好,它有高的疲劳寿命和良好的断裂韧性。和非金属玻璃的脆性断裂不同,它的断裂是通过高度局域化的切变变形实现的。许多非晶态金属玻璃带,即使将它们对折,也不会产生裂纹。 2、在化学性能方面,非晶态合金具有较好的耐腐蚀。
由于没有晶粒和晶界,非晶态合金比晶态金属更加耐腐蚀,非晶态耐蚀合金不仅在一般情况下不发生局部腐蚀,而且对于在特殊条件下诱发的点蚀与缝隙腐蚀也能抑制其发展。利用非晶态合金耐腐蚀的优点,可以制造耐蚀管道、电池电极、海底电缆屏蔽、磁分离介质及化学工业的催化剂,目前都已达到了实用阶段,非晶态合金的耐蚀性还可用于长期在泥沙、水流中工作的水轮机上,将大大提高其使用寿命,减少维修费用。 3、在物理性能方面,非晶态合金具有良好的磁学性能以及光学性能。
非晶态合金具具有磁导率和饱和磁感应强度高,矫顽力和损耗低的特点。非晶态合金的磁性能实际上是迄今为止非晶态合金最主要的应用领域。目前,作为软磁材料的非晶合金带材已经实现产业化,并获得了广泛应用。在传统电力工业中,非晶软磁合金正逐渐取代硅钢片,使配电变压器的空载损耗降低60%~80% ,大大节约了能源消耗。
金属材料的光学性能受原子的电子状态所支配,某些非晶态金属由于其特殊的电子状态而具有十分优异的对太阳光能的吸收能力。所以利用某些非晶态材料能够制造出相当理想的高效率的太阳能吸收器,目前应用较多的是非晶态材料为非晶硅。非晶硅太阳电池的应用市场有2个方面:一个是弱光电池市场,如计算器、手表等荧光下工作的微功耗电子产品;二是电源及功率应用领域,如太阳能收音机、太阳帽、庭园灯、微波中继站、航空航海信号灯、气象监测及光伏水泵、户用电源等。
可见,非晶态合金具有优良的性能,在受到广泛研究的同时,也是渐渐用到我们生活的方方面面。但是主要还是集中在磁性材料这一块的应用最广。
1、 非晶合金带材在软磁材料中的应用
优异的磁学性能使非晶合金成为当今软磁材料的首选材料,同时磁性材料是迄今为止非晶合金应用最成功的领域。在传统电力工业中,非晶软磁合金带材正逐渐取代硅钢片,是铁基非晶合金除了居里温度与饱和磁感外,铁基非晶合金的各项性能(抗拉强度、硬度、最大磁导率、激磁功率密度等等)都大大优于冷轧硅钢片,尤其是矫顽力大大小于冷轧硅钢片,使得其磁致损耗远低于冷轧硅钢片,这就使得非晶铁心电机的效率大大提高。
2、块体非晶合金的应用 块体非晶合金,又称为大块非晶合金,因其尺寸较大,打破了带状非晶合金和非晶粉末的尺寸限制,可以方便地制成各种机械零件,做为结构材料大规模使用,因而成为目前非晶合金领域研究最热的方向。
例如非晶钢,与传统钢材相比,大块非晶钢性能优异:其屈服强度是传统高强钢的2~3倍,在室温下不具有铁磁性,热稳定性高(玻璃转变温度接近于或高于900K),抗海水腐蚀能力强,因而可以用作未来海军舟见船韵表面防护。由无磁非晶钢所制造的船体,在反探测、抗打击能力方面具有传统钢材无法比拟的优势。
还有轻量化结构材料,铝基非晶合金、镁基非晶合金等低密度材料,强度和硬度都大大超过普通钢铁的材料。
更或者是在一些高档用品中的使用,由块体非晶合金制造的高尔夫球头、滑雪板、棒球棒、滑冰用具有良好的强度,抗塑性变形能力。
3、 其他
非晶态合金对某些化学反应具有明显的催化作用,可以用作化工催化剂;某些非晶态合金通过化学反应可以吸收和放出氢,可以用作储氢材料
非晶合金因弹性极限大大高于普通晶态合金,加上优良的抗疲劳性能、高屈服强度等优点,成为精密仪器弹簧的首选材料

非晶态合金有着如此优良的性能,可以在很多领域带来巨大的改变,但是同样也存在着一些问题。非晶态合金带材厚度宽度有限,产品尺寸受到限制。许多非晶态合金在500℃以下发生晶化,使得工作温度有限,产品稳定性有限制。同时产品的生产成本费用也是一大问题。

❹ 为什么磁珠注重考虑的是阻抗,电感注重考虑的是感量

磁珠的作用在成品电路板上,我们会看到一些导线或元件的引脚上套有黑色的小磁环,这就是本文要介绍的磁珠。磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器(另有一种是非晶合金磁性材料制作的磁珠),是一种抗干扰元件,滤除高频噪声效果显著。

铁氧体材料的特点是高频损耗非常大,具有很高的导磁率,使电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最校当磁珠中有电流穿过时,铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大的衰减。对于抑制电磁干扰用的铁氧体,最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。它的等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个元件的值都与磁珠的长度成比例。当导线穿过这种铁氧体磁芯时,所构成的电感阻抗是随着频率的升高而增加。高频电流在其中以热量形式散发。

在低频段,阻抗由电感的感抗构成。低频时R很小,磁芯的磁导率较高,因此电感量较大,L起主要作用,电磁干扰被反射而受到抑制,并且这时磁芯的损耗较小.整个器件是一个低损耗,高Q特性的电感。这种电感容易造成谐振.因此在低频段有时可能出现使用铁氧体磁珠后,干扰增强的现象。

在高频段,阻抗由电阻成分构成,随着频率升高,磁芯的磁导率降低,导致电感的电感量减小,感抗成分减校这时磁芯的损耗增加,电阻成分增加,导致总的阻抗增加。当高频信号通过铁氧体时,电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。

铁氧体磁珠广泛应用于印制电路板,如在印制板的电源线入口端套上磁珠(较大的磁环),就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰,它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。

电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路,侧重于抑制传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI(电磁兼容)方面。磁珠用来吸收超高频信号,例如在一些RF电路、PLL、振荡电路、含超高频存储器电路等,都需要在电源输入部分加磁珠。

磁珠的单位是欧姆,是按照它在某一频率下产生的阻抗来标称的。磁珠的数据参数表(DATASHEET)上,一般会提供频率和阻抗的特性曲线图,常以100MHz为标准,比如600R@100MHz,意思就是在100MHz频率时磁珠的阻抗相当于600欧姆。

例如某磁珠参数为120Ω,25%,3A,1206,是指在频率1OOMHz时,阻抗值为1200,允许误差是:±25%,允许穿过的标称最大电流为3A;1206是外形尺寸,EIAl206(英制:英寸)等同于JIS/IEC3216(国际单位制:毫米),即长3.2mm、宽1.6mm。磁环和磁珠对高频成分起吸收作用,也称为吸收滤波器。

普通滤波器由无损耗的电抗元件构成,又叫反射滤波器。当反射滤波器与信号源阻抗不匹配时,就会有一部分能量被反射回信号源,造成干扰电平的增强。为解决这一弊端,可在滤波器的进线上使用铁氧体磁环或磁珠,利用它们对高频信号的涡流损耗,把高频威分转化为热损耗。

磁珠抑制开关噪声属于主动抑制型。通常噪声滤波器只能吸收已发生的噪声,属于被动抑制型。磁珠则能抑制开关噪声的产生,属于主动抑制型。磁珠可广泛用于高频开关电源、录像机、电子测量仪器、以及各种对噪声要求非常严格的电路中。不同的铁氧体抑制元件,有不同的最佳抑制频率范围。

通常磁导率越高,抑制频率越低。此外,铁氧体体积越大,抑制效果越好。在体积一定时,长而细的形状比短而粗的抑制效果好,内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情况下,还存在铁氧体饱和的问题,抑制元件横截面越大,越不易饱和,可承受的偏流也越大。

❺ 50非晶可以做多大功率

50非晶可以做1.5千瓦。

非晶态磁芯,是由具有铁磁性的非晶态合金制作而成的铁磁性铁芯。在以往数千年中,人类所使用的金属或合金都是晶态结构的材料,其原子在三维空间内作有序排列、形成周期性的点阵结构。而非晶态金属或合金,也叫金属玻璃,是指是熔化后的金属或合金经由某种形式非平衡过程得到的一种具有非晶态(亦称玻璃态)结构的材料,通常通过熔融状态经快速淬火而得到。

由于金属或合金凝固时原子来不及有序排列结晶,金属或合金不经过形核、长大等结晶过程,而在室温或低温保留液态原子无序排列的凝聚状态,其原子不再成长程有序、周期性和规则排列,而是处于一种长程无序排列状态,为此赋予非晶态材料不少特殊性能,例如,高强度和硬度、良好的耐腐蚀性、软磁性、因瓦特性、艾林瓦特性、超导性、耐辐射损伤等。

因此,可以广泛地应用于制造业,如用于制造刀具、弹簧、齿轮、电极、磁头、磁分离器、传感器、变压器及复合材料等。在文献中,术语“非晶”、“非晶态”、“玻璃态”和“非晶体”等交换使用。

铁磁性能是非晶合金引人注目的一个重要方面。具有铁磁性的非晶态金合金又称铁磁性金属玻璃或磁性玻璃(Glassy Alloy),它具有高的饱和磁化强度、低的矫顽力、高的磁导率以及大的磁致伸缩系数。为了叙述方便,以下均称为非晶态合金。

非晶态合金的磁损耗比其它已知的晶态合金低。非晶合金的电阻率比同类晶态合金高,且电阻率温度系数为较小的负值,因而可以大大降低材料的涡流损耗。超薄非晶合金带,其高频性能极佳,在1MHz高频下,5.5μm厚的非晶合金铁芯的损耗为高频铁氧体的2/5,仅为超坡莫合金的1/3。

对于非晶软磁合金,按应用磁性可将其分为高饱和磁感应强度和高磁导率非晶软磁合金两大类。按照其主要组成部分来分,则可以划分为:(1)具有高饱和磁感应强度的Fe基软磁合金;(2)具有中等饱和磁感应强度和良好软磁性能的Fe-Ni基非晶合金;(3)具有饱和磁致伸缩系数接近于零的优异软磁性能的钴基合金。

铁基非晶铁芯:在几乎所有的非晶合金铁芯中具有最高的饱和磁感应强度(1.45T~1.56T),同时具有高导磁率、低矫顽力、低损耗、低激磁电流和良好的温度稳定性和时效稳定性。主要用于替代硅钢片,作为各种形式、不同功率的工频配电变压器、中频变压器,工作频率从50Hz到10KHz;作为大功率开关电源电抗器铁芯,使用频率可达50KHz。

铁镍基非晶铁芯:中等偏低的饱和磁感应强度(0.75T),高导磁率,低矫顽力,耐磨耐蚀,稳定性好。常用于取代坡莫合金铁芯作为漏电开关中的零序电流互感器铁芯。

钴基非晶铁芯:在所有的非晶合金铁芯中具有最高的磁导率,同时具有中等偏低的饱和磁感应强度(0.65T),低矫顽力、低损耗、优异的耐磨性和耐蚀性、良好的温度稳定性和时效稳定性,耐冲击振动。主要用于取代坡莫合金铁芯和铁氧体铁芯制作高频变压器、滤波电感、磁放大器、脉冲变压器、脉冲压缩器等应用在高端领域。

无规则的外形和固定的熔点,内部结构也不存在长程有序,但在若干原子间距内的较小范围内存在结构上的有序排列——短程有序(如非晶硅a-Si)。晶体形成需要一定时间,晶体物质在熔融状态下可通过急速降温制备非晶物质。

❻ 铁基非晶合金的典型性能

表1 铁基非晶合金的物理性能(国标牌号1K101)
饱和磁感应强度Bs 1.56T 硬度Hv> 960
居里温度Tc 410°C 密度d 7.18g/cm3
晶化温度Tx 550°C 电阻率r 130Wm-cm
饱和磁致伸缩系数ls 27´10-6 热膨胀系数Dl/l
表2 铁基非晶合金的典型磁性能
产品类型 横向磁场退火 无磁场退火 纵向磁场退火
最大导磁率 >2x104 >20´104 >25´104
饱和磁感应强度 1.5 T 1.5 T 1.5 T
剩余磁感应强度 <0.5 T 0.5-1.0 T 1.2 T
矫顽力 <4A/m <2.4 A/m <4A/m
损耗(50Hz, 1.4T) <0.2W/kg <0.13W/kg <0.3W/kg
损耗(400Hz, 1.2T) <1.8W/kg <1.25W/kg <2W/kg
损耗(8kHz, 1.0T) <80W/kg <60W/kg <100W/kg
铁损变化率(-55°C -125°C) <15% <15% <15%
铁损变化率(120°C&acute;200小时) <15% <15% <15%
注:上述数据为非晶带材经过最佳热处理后的磁性能,但并不代表铁芯的最终性能。当带材制造成铁芯时,由于具体情况发生某些性能变化属正常现象。
表3 铁基非晶合金与硅钢片的磁性能对比
性能指标 铁基非晶合金 硅钢
饱和磁感(T) 1.56 2.03
矫顽力(A/m) <4 <30
最大磁导率 (Gs/Os) 45×104 4×104
铁损(W/kg) 50Hz,1.3T下<0.2 50Hz, 1.7T下=1.2
激磁功率(VA/kg) 50Hz,1.3T下<0.5 50Hz, 1.7T下<0.83
叠片系数 >0.80 0.95
磁致伸缩(>&acute;10-6) 27 -
电阻率(>mW-cm) 130 45
比重(g/cm3) 7.18 7.65
晶化温度(℃) 550 -
居里温度(℃) 415 746
抗拉强度(Mpa) 1500 343
维氏硬度(HV) 900 181
厚度(μm) 30 300
铁基非晶带材常用磁性能曲线
产品规格
产品牌号 带材宽度 mm 带材厚度μm
RF1-0050 5±0.2 27±3
RF1-0080 8±0.2 27±3
RF1-0100 10±0.5 27±3
RF1-0150 15±0.5 27±3
RF1-0200 20±1 27±3
RF1-0250 25±1 27±3
RF1-0300 30±1 27±3
RF1-0400 40±1 27±3
RF1-0500 50±1 27±3
RF1-0700 70±1 27±3
RF1-1000 100±1 27±3
RF1-1500 150±1 27±3
RF1-1700 170±1 27±3
RF1-2200 220±1 27±3

❼ 非晶合金为什么具有高保和磁感应

具有铁磁性的非晶态金合金又称铁磁性金属玻璃或磁性玻璃(Glassy Alloy),它具有高的饱和磁化强度、低的矫顽力、高的磁导率以及大的磁致伸缩系数。为了叙述方便,以下均称为非晶态合金。非晶态合金的磁损耗比其它已知的晶态合金低。非晶合金的电阻率比同类晶态合金高,且电阻率温度系数为较小的负值,因而可以大大降低材料的涡流损耗。超薄非晶合金带,其高频性能极佳,在1MHz高频下,5.5μm厚的非晶合金铁芯的损耗为高频铁氧体的2/5,仅为超坡莫合金的1/3。
对于非晶软磁合金,按应用磁性可将其分为高饱和磁感应强度和高磁导率非晶软磁合金两大类。
按照其主要组成部分来分,则可以划分为:(1)具有高饱和磁感应强度的Fe基软磁合金;(2)具有中等饱和磁感应强度和良好软磁性能的Fe-Ni基非晶合金;(3)具有饱和磁致伸缩系数接近于零的优异软磁性能的钴基合金。
铁基非晶铁芯:在几乎所有的非晶合金铁芯中具有最高的饱和磁感应强度(1.45T~1.56T),同时具有高导磁率、低矫顽力、低损耗、低激磁电流和良好的温度稳定性和时效稳定性。主要用于替代硅钢片,作为各种形式、不同功率的工频配电变压器、中频变压器,工作频率从50Hz到10KHz;作为大功率开关电源电抗器铁芯,使用频率可达50KHz。
铁镍基非晶铁芯:中等偏低的饱和磁感应强度(0.75T),高导磁率,低矫顽力,耐磨耐蚀,稳定性好。常用于取代坡莫合金铁芯作为漏电开关中的零序电流互感器铁芯。
钴基非晶铁芯:在所有的非晶合金铁芯中具有最高的磁导率,同时具有中等偏低的饱和磁感应强度(0.65T),低矫顽力、低损耗、优异的耐磨性和耐蚀性、良好的温度稳定性和时效稳定性,耐冲击振动。主要用于取代坡莫合金铁芯和铁氧体铁芯制作高频变压器、滤波电感、磁放大器、脉冲变压器、脉冲压缩器等应用在高端领域。

❽ 非晶态合金的特点


一种没有原子三维周期性排列的金属或合金固体。
它在超过几个原子间距范围以外,不具有长程有序的晶体点阵排列。
和普通晶态金属与合金相比,非晶态金属与合金具有较高的强度、良好的磁学性能和抗腐蚀性能等,通常又称之为金属玻璃或玻璃态合金。可部分替代硅钢、玻莫合金和铁氧体等软磁材料,且综合性能高于这些材料。
最早发现非晶合金的是1940年左右由美国科学家通过电解做出来的,后来美国另外一个科学家通过液体凝固做出了金-硅非晶合金。到上世纪七八十年代,许多的科学家研究非晶合金,但是一直没有太大的进展,到1990年,我国留学生张涛在日本留学期间,发现了大块非晶材料。从此,大块非晶材料有了很快的发展,如今国内高校和科研机构对金属非晶材料的研究比较多,科研成果也比较突出。
基于非晶金属材料有很好的性能,大部分的研究是将大块非晶如何应用于生产。但由于非晶合金的体系不是很完善,种类也不是很多,也有一大部分科研团队在开发新的非晶态合金。

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