❶ 什麼是非晶合金變壓器
以前變壓器的鐵芯是用的硅鋼,現在有的用的鐵基非晶合金,這樣磁損更少
普通的金屬原子是規則排列的,是晶體,而非晶合金的原子是無序排列的,是玻璃那樣的非晶體,所以非晶合金又叫金屬玻璃。
液態原子是無序的,你可以想像如果把液態的鐵快速冷卻,原子來不及排列整齊,直接被「凍」住了,這樣就變成了原子無序排列的「非晶合金」
❷ 微晶合金 和 非晶合金 哪個更適合做變壓器鐵芯
當然非晶好,納米級的微晶也很好,但是他們制備成本都太大,暫時不可能用於低端變壓器。
FINEMENT居里溫度為570℃,遠高於MnZn鐵氧體和Co基非晶材料,其飽和磁化強度接近Fe基非晶材料,為MnZn鐵氧體的3倍,飽和磁致伸縮系數僅為Fe基非晶材料的1/4,因此在高頻段應用優於Fe基非晶態合金此外。它不存在非晶態材料老化的問題。非晶態材料與晶態相比,非晶態材料通常具有高強度、高耐腐蝕性與高電阻率的特性。
❸ 非晶態合金的性能有哪些,未來有什麼研究方向
非晶態材料是目前材料科學中廣泛研究的一個新領域,也是一種發展迅速的新型材料。所謂的「非晶態」,是相對晶態而言的,是物質的另一種結構狀態。它不像晶態那樣是原子的有序結構,而是一種長程無序,短程有序的結構,有點類似金屬液體的結構。一些合金的非晶態賦予了它比晶態更優異的物理化學性能,使得非晶態材料的研究受到廣泛關注。
在非晶態合金中不存在晶態合金中所存在的晶界、位錯、扭曲等缺陷,使得其具有優異的機械、物理和化學性能,同時也使得非晶態合金展現出強大的生命力。 1、在機械性能方面,非晶態合金具有高強度、高硬度、高耐磨性、高疲勞抗力、屈服時完全塑性、無加工硬化現象。
非晶態合金具有極高的斷裂強度和屈服強度,如非晶態Fe基合金(Fe80P15C5,Fe72Ni8 P15C7)屈服強度在2000~3000MPa,斷裂強度約3000MPa,最高達4000MPa,可以用於製作飛機起落架。還可以通過改變成分及控制制備工藝條件等改善其力學性能,以獲得超高強度的合金。對於金屬材料,通常是高強度、高硬度而較脆,而非晶合金則兩者兼顧,它們不僅強度高,硬度高,而且韌性也較好。
非晶態合金在變形時無加工硬化現象。低溫時的塑性變形為不均勻變形,而高溫時顯示出均勻的粘滯性流動。非晶態金屬的動態性能也很好,它有高的疲勞壽命和良好的斷裂韌性。和非金屬玻璃的脆性斷裂不同,它的斷裂是通過高度局域化的切變變形實現的。許多非晶態金屬玻璃帶,即使將它們對折,也不會產生裂紋。 2、在化學性能方面,非晶態合金具有較好的耐腐蝕。
由於沒有晶粒和晶界,非晶態合金比晶態金屬更加耐腐蝕,非晶態耐蝕合金不僅在一般情況下不發生局部腐蝕,而且對於在特殊條件下誘發的點蝕與縫隙腐蝕也能抑制其發展。利用非晶態合金耐腐蝕的優點,可以製造耐蝕管道、電池電極、海底電纜屏蔽、磁分離介質及化學工業的催化劑,目前都已達到了實用階段,非晶態合金的耐蝕性還可用於長期在泥沙、水流中工作的水輪機上,將大大提高其使用壽命,減少維修費用。 3、在物理性能方面,非晶態合金具有良好的磁學性能以及光學性能。
非晶態合金具具有磁導率和飽和磁感應強度高,矯頑力和損耗低的特點。非晶態合金的磁性能實際上是迄今為止非晶態合金最主要的應用領域。目前,作為軟磁材料的非晶合金帶材已經實現產業化,並獲得了廣泛應用。在傳統電力工業中,非晶軟磁合金正逐漸取代硅鋼片,使配電變壓器的空載損耗降低60%~80% ,大大節約了能源消耗。
金屬材料的光學性能受原子的電子狀態所支配,某些非晶態金屬由於其特殊的電子狀態而具有十分優異的對太陽光能的吸收能力。所以利用某些非晶態材料能夠製造出相當理想的高效率的太陽能吸收器,目前應用較多的是非晶態材料為非晶硅。非晶硅太陽電池的應用市場有2個方面:一個是弱光電池市場,如計算器、手錶等熒光下工作的微功耗電子產品;二是電源及功率應用領域,如太陽能收音機、太陽帽、庭園燈、微波中繼站、航空航海信號燈、氣象監測及光伏水泵、戶用電源等。
可見,非晶態合金具有優良的性能,在受到廣泛研究的同時,也是漸漸用到我們生活的方方面面。但是主要還是集中在磁性材料這一塊的應用最廣。
1、 非晶合金帶材在軟磁材料中的應用
優異的磁學性能使非晶合金成為當今軟磁材料的首選材料,同時磁性材料是迄今為止非晶合金應用最成功的領域。在傳統電力工業中,非晶軟磁合金帶材正逐漸取代硅鋼片,是鐵基非晶合金除了居里溫度與飽和磁感外,鐵基非晶合金的各項性能(抗拉強度、硬度、最大磁導率、激磁功率密度等等)都大大優於冷軋硅鋼片,尤其是矯頑力大大小於冷軋硅鋼片,使得其磁致損耗遠低於冷軋硅鋼片,這就使得非晶鐵心電機的效率大大提高。
2、塊體非晶合金的應用 塊體非晶合金,又稱為大塊非晶合金,因其尺寸較大,打破了帶狀非晶合金和非晶粉末的尺寸限制,可以方便地製成各種機械零件,做為結構材料大規模使用,因而成為目前非晶合金領域研究最熱的方向。
例如非晶鋼,與傳統鋼材相比,大塊非晶鋼性能優異:其屈服強度是傳統高強鋼的2~3倍,在室溫下不具有鐵磁性,熱穩定性高(玻璃轉變溫度接近於或高於900K),抗海水腐蝕能力強,因而可以用作未來海軍舟見船韻表面防護。由無磁非晶鋼所製造的船體,在反探測、抗打擊能力方面具有傳統鋼材無法比擬的優勢。
還有輕量化結構材料,鋁基非晶合金、鎂基非晶合金等低密度材料,強度和硬度都大大超過普通鋼鐵的材料。
更或者是在一些高檔用品中的使用,由塊體非晶合金製造的高爾夫球頭、滑雪板、棒球棒、滑冰用具有良好的強度,抗塑性變形能力。
3、 其他
非晶態合金對某些化學反應具有明顯的催化作用,可以用作化工催化劑;某些非晶態合金通過化學反應可以吸收和放出氫,可以用作儲氫材料
非晶合金因彈性極限大大高於普通晶態合金,加上優良的抗疲勞性能、高屈服強度等優點,成為精密儀器彈簧的首選材料
非晶態合金有著如此優良的性能,可以在很多領域帶來巨大的改變,但是同樣也存在著一些問題。非晶態合金帶材厚度寬度有限,產品尺寸受到限制。許多非晶態合金在500℃以下發生晶化,使得工作溫度有限,產品穩定性有限制。同時產品的生產成本費用也是一大問題。
❹ 為什麼磁珠注重考慮的是阻抗,電感注重考慮的是感量
磁珠的作用在成品電路板上,我們會看到一些導線或元件的引腳上套有黑色的小磁環,這就是本文要介紹的磁珠。磁珠的全稱為鐵氧體磁珠濾波器(另有一種是非晶合金磁性材料製作的磁珠),是一種抗干擾元件,濾除高頻雜訊效果顯著。
鐵氧體材料的特點是高頻損耗非常大,具有很高的導磁率,使電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產生的電容最校當磁珠中有電流穿過時,鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什麼阻抗,而對較高頻率的電流會產生較大的衰減。對於抑制電磁干擾用的鐵氧體,最重要的性能參數為磁導率μ和飽和磁通密度Bs。它的等效電路為一個電感和一個電阻串聯,兩個元件的值都與磁珠的長度成比例。當導線穿過這種鐵氧體磁芯時,所構成的電感阻抗是隨著頻率的升高而增加。高頻電流在其中以熱量形式散發。
在低頻段,阻抗由電感的感抗構成。低頻時R很小,磁芯的磁導率較高,因此電感量較大,L起主要作用,電磁干擾被反射而受到抑制,並且這時磁芯的損耗較小.整個器件是一個低損耗,高Q特性的電感。這種電感容易造成諧振.因此在低頻段有時可能出現使用鐵氧體磁珠後,干擾增強的現象。
在高頻段,阻抗由電阻成分構成,隨著頻率升高,磁芯的磁導率降低,導致電感的電感量減小,感抗成分減校這時磁芯的損耗增加,電阻成分增加,導致總的阻抗增加。當高頻信號通過鐵氧體時,電磁干擾被吸收並轉換成熱能的形式耗散掉。
鐵氧體磁珠廣泛應用於印製電路板,如在印製板的電源線入口端套上磁珠(較大的磁環),就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環或磁珠專用於抑制信號線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾,它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。
電感是儲能元件,而磁珠是能量轉換(消耗)器件。電感多用於電源濾波迴路,側重於抑制傳導性干擾;磁珠多用於信號迴路,主要用於EMI(電磁兼容)方面。磁珠用來吸收超高頻信號,例如在一些RF電路、PLL、振盪電路、含超高頻存儲器電路等,都需要在電源輸入部分加磁珠。
磁珠的單位是歐姆,是按照它在某一頻率下產生的阻抗來標稱的。磁珠的數據參數表(DATASHEET)上,一般會提供頻率和阻抗的特性曲線圖,常以100MHz為標准,比如600R@100MHz,意思就是在100MHz頻率時磁珠的阻抗相當於600歐姆。
例如某磁珠參數為120Ω,25%,3A,1206,是指在頻率1OOMHz時,阻抗值為1200,允許誤差是:±25%,允許穿過的標稱最大電流為3A;1206是外形尺寸,EIAl206(英制:英寸)等同於JIS/IEC3216(國際單位制:毫米),即長3.2mm、寬1.6mm。磁環和磁珠對高頻成分起吸收作用,也稱為吸收濾波器。
普通濾波器由無損耗的電抗元件構成,又叫反射濾波器。當反射濾波器與信號源阻抗不匹配時,就會有一部分能量被反射回信號源,造成干擾電平的增強。為解決這一弊端,可在濾波器的進線上使用鐵氧體磁環或磁珠,利用它們對高頻信號的渦流損耗,把高頻威分轉化為熱損耗。
磁珠抑制開關雜訊屬於主動抑制型。通常雜訊濾波器只能吸收已發生的雜訊,屬於被動抑制型。磁珠則能抑制開關雜訊的產生,屬於主動抑制型。磁珠可廣泛用於高頻開關電源、錄像機、電子測量儀器、以及各種對雜訊要求非常嚴格的電路中。不同的鐵氧體抑制元件,有不同的最佳抑制頻率范圍。
通常磁導率越高,抑制頻率越低。此外,鐵氧體體積越大,抑制效果越好。在體積一定時,長而細的形狀比短而粗的抑制效果好,內徑越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情況下,還存在鐵氧體飽和的問題,抑制元件橫截面越大,越不易飽和,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。
非晶態磁芯,是由具有鐵磁性的非晶態合金製作而成的鐵磁性鐵芯。在以往數千年中,人類所使用的金屬或合金都是晶態結構的材料,其原子在三維空間內作有序排列、形成周期性的點陣結構。而非晶態金屬或合金,也叫金屬玻璃,是指是熔化後的金屬或合金經由某種形式非平衡過程得到的一種具有非晶態(亦稱玻璃態)結構的材料,通常通過熔融狀態經快速淬火而得到。
由於金屬或合金凝固時原子來不及有序排列結晶,金屬或合金不經過形核、長大等結晶過程,而在室溫或低溫保留液態原子無序排列的凝聚狀態,其原子不再成長程有序、周期性和規則排列,而是處於一種長程無序排列狀態,為此賦予非晶態材料不少特殊性能,例如,高強度和硬度、良好的耐腐蝕性、軟磁性、因瓦特性、艾林瓦特性、超導性、耐輻射損傷等。
因此,可以廣泛地應用於製造業,如用於製造刀具、彈簧、齒輪、電極、磁頭、磁分離器、感測器、變壓器及復合材料等。在文獻中,術語「非晶」、「非晶態」、「玻璃態」和「非晶體」等交換使用。
鐵磁性能是非晶合金引人注目的一個重要方面。具有鐵磁性的非晶態金合金又稱鐵磁性金屬玻璃或磁性玻璃(Glassy Alloy),它具有高的飽和磁化強度、低的矯頑力、高的磁導率以及大的磁致伸縮系數。為了敘述方便,以下均稱為非晶態合金。
非晶態合金的磁損耗比其它已知的晶態合金低。非晶合金的電阻率比同類晶態合金高,且電阻率溫度系數為較小的負值,因而可以大大降低材料的渦流損耗。超薄非晶合金帶,其高頻性能極佳,在1MHz高頻下,5.5μm厚的非晶合金鐵芯的損耗為高頻鐵氧體的2/5,僅為超坡莫合金的1/3。
對於非晶軟磁合金,按應用磁性可將其分為高飽和磁感應強度和高磁導率非晶軟磁合金兩大類。按照其主要組成部分來分,則可以劃分為:(1)具有高飽和磁感應強度的Fe基軟磁合金;(2)具有中等飽和磁感應強度和良好軟磁性能的Fe-Ni基非晶合金;(3)具有飽和磁致伸縮系數接近於零的優異軟磁性能的鈷基合金。
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強度(1.45T~1.56T),同時具有高導磁率、低矯頑力、低損耗、低激磁電流和良好的溫度穩定性和時效穩定性。主要用於替代硅鋼片,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;作為大功率開關電源電抗器鐵芯,使用頻率可達50KHz。
鐵鎳基非晶鐵芯:中等偏低的飽和磁感應強度(0.75T),高導磁率,低矯頑力,耐磨耐蝕,穩定性好。常用於取代坡莫合金鐵芯作為漏電開關中的零序電流互感器鐵芯。
鈷基非晶鐵芯:在所有的非晶合金鐵芯中具有最高的磁導率,同時具有中等偏低的飽和磁感應強度(0.65T),低矯頑力、低損耗、優異的耐磨性和耐蝕性、良好的溫度穩定性和時效穩定性,耐沖擊振動。主要用於取代坡莫合金鐵芯和鐵氧體鐵芯製作高頻變壓器、濾波電感、磁放大器、脈沖變壓器、脈沖壓縮器等應用在高端領域。
無規則的外形和固定的熔點,內部結構也不存在長程有序,但在若干原子間距內的較小范圍內存在結構上的有序排列——短程有序(如非晶硅a-Si)。晶體形成需要一定時間,晶體物質在熔融狀態下可通過急速降溫制備非晶物質。
❻ 鐵基非晶合金的典型性能
表1 鐵基非晶合金的物理性能(國標牌號1K101)
飽和磁感應強度Bs 1.56T 硬度Hv> 960
居里溫度Tc 410°C 密度d 7.18g/cm3
晶化溫度Tx 550°C 電阻率r 130Wm-cm
飽和磁致伸縮系數ls 27´10-6 熱膨脹系數Dl/l
表2 鐵基非晶合金的典型磁性能
產品類型 橫向磁場退火 無磁場退火 縱向磁場退火
最大導磁率 >2x104 >20´104 >25´104
飽和磁感應強度 1.5 T 1.5 T 1.5 T
剩餘磁感應強度 <0.5 T 0.5-1.0 T 1.2 T
矯頑力 <4A/m <2.4 A/m <4A/m
損耗(50Hz, 1.4T) <0.2W/kg <0.13W/kg <0.3W/kg
損耗(400Hz, 1.2T) <1.8W/kg <1.25W/kg <2W/kg
損耗(8kHz, 1.0T) <80W/kg <60W/kg <100W/kg
鐵損變化率(-55°C -125°C) <15% <15% <15%
鐵損變化率(120°C´200小時) <15% <15% <15%
註:上述數據為非晶帶材經過最佳熱處理後的磁性能,但並不代表鐵芯的最終性能。當帶材製造成鐵芯時,由於具體情況發生某些性能變化屬正常現象。
表3 鐵基非晶合金與硅鋼片的磁性能對比
性能指標 鐵基非晶合金 硅鋼
飽和磁感(T) 1.56 2.03
矯頑力(A/m) <4 <30
最大磁導率 (Gs/Os) 45×104 4×104
鐵損(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
疊片系數 >0.80 0.95
磁致伸縮(>´10-6) 27 -
電阻率(>mW-cm) 130 45
比重(g/cm3) 7.18 7.65
晶化溫度(℃) 550 -
居里溫度(℃) 415 746
抗拉強度(Mpa) 1500 343
維氏硬度(HV) 900 181
厚度(μm) 30 300
鐵基非晶帶材常用磁性能曲線
產品規格
產品牌號 帶材寬度 mm 帶材厚度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 非晶合金為什麼具有高保和磁感應
具有鐵磁性的非晶態金合金又稱鐵磁性金屬玻璃或磁性玻璃(Glassy Alloy),它具有高的飽和磁化強度、低的矯頑力、高的磁導率以及大的磁致伸縮系數。為了敘述方便,以下均稱為非晶態合金。非晶態合金的磁損耗比其它已知的晶態合金低。非晶合金的電阻率比同類晶態合金高,且電阻率溫度系數為較小的負值,因而可以大大降低材料的渦流損耗。超薄非晶合金帶,其高頻性能極佳,在1MHz高頻下,5.5μm厚的非晶合金鐵芯的損耗為高頻鐵氧體的2/5,僅為超坡莫合金的1/3。
對於非晶軟磁合金,按應用磁性可將其分為高飽和磁感應強度和高磁導率非晶軟磁合金兩大類。
按照其主要組成部分來分,則可以劃分為:(1)具有高飽和磁感應強度的Fe基軟磁合金;(2)具有中等飽和磁感應強度和良好軟磁性能的Fe-Ni基非晶合金;(3)具有飽和磁致伸縮系數接近於零的優異軟磁性能的鈷基合金。
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強度(1.45T~1.56T),同時具有高導磁率、低矯頑力、低損耗、低激磁電流和良好的溫度穩定性和時效穩定性。主要用於替代硅鋼片,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;作為大功率開關電源電抗器鐵芯,使用頻率可達50KHz。
鐵鎳基非晶鐵芯:中等偏低的飽和磁感應強度(0.75T),高導磁率,低矯頑力,耐磨耐蝕,穩定性好。常用於取代坡莫合金鐵芯作為漏電開關中的零序電流互感器鐵芯。
鈷基非晶鐵芯:在所有的非晶合金鐵芯中具有最高的磁導率,同時具有中等偏低的飽和磁感應強度(0.65T),低矯頑力、低損耗、優異的耐磨性和耐蝕性、良好的溫度穩定性和時效穩定性,耐沖擊振動。主要用於取代坡莫合金鐵芯和鐵氧體鐵芯製作高頻變壓器、濾波電感、磁放大器、脈沖變壓器、脈沖壓縮器等應用在高端領域。
❽ 非晶態合金的特點
一種沒有原子三維周期性排列的金屬或合金固體。
它在超過幾個原子間距范圍以外,不具有長程有序的晶體點陣排列。
和普通晶態金屬與合金相比,非晶態金屬與合金具有較高的強度、良好的磁學性能和抗腐蝕性能等,通常又稱之為金屬玻璃或玻璃態合金。可部分替代硅鋼、玻莫合金和鐵氧體等軟磁材料,且綜合性能高於這些材料。
最早發現非晶合金的是1940年左右由美國科學家通過電解做出來的,後來美國另外一個科學家通過液體凝固做出了金-硅非晶合金。到上世紀七八十年代,許多的科學家研究非晶合金,但是一直沒有太大的進展,到1990年,我國留學生張濤在日本留學期間,發現了大塊非晶材料。從此,大塊非晶材料有了很快的發展,如今國內高校和科研機構對金屬非晶材料的研究比較多,科研成果也比較突出。
基於非晶金屬材料有很好的性能,大部分的研究是將大塊非晶如何應用於生產。但由於非晶合金的體系不是很完善,種類也不是很多,也有一大部分科研團隊在開發新的非晶態合金。