Hvad er blødt magnetisk materiale?

Bløde magnetiske materialer refererer til en kategori af magnetiske materialer med tvangskraft lavere end 1000 A/m, med lav koercitivitet og høj magnetisk permeabilitet. Deres kerneegenskaber omfatter let magnetisering, let afmagnetisering og høj mætning magnetisk fluxtæthed. De har smalle hysterese-løkker og lavt hysteresetab, hvilket gør dem ideelle til scenarier, der kræver hyppig magnetisering og afmagnetisering.

I. Hovedtyper

1. Metalliske bløde magnetiske materialer

Elektromagnetisk rent jern: Kulstofindhold under 0,04 %, med høj mætning af magnetisk fluxtæthed og fremragende koldbearbejdelighed. Dens varmeledningsevne falder, mens hårdhed og skørhed øges. Udbredt som jernkerner til motorer, transformere, relæer, instrumenttransformere og kontakter.

Jern-Nikkellegeringer (permalloy): Har ekstrem høj magnetisk permeabilitet og lav koercitivitet under svage magnetiske felter, men er alligevel følsomme over for stress. Anvendes i enheder, der arbejder under 1 MHz inden for svage magnetiske felter.

Jern-aluminiumslegeringer: Høj resistivitet og lav vægt med relativt lav magnetisk permeabilitet. Højere aluminiumindhold fører til øget hårdhed, skørhed og reduceret duktilitet. Velegnet til enheder, der arbejder i både svage og stærke magnetfelter.

Jern-siliciumlegeringer (siliciumstålplader): Høj modstand og lavt hvirvelstrømtab, men sprøde med dårlig bearbejdelighed. Anvendes dominerende til jernkerner i transformere og motorer, og rangerer det mest udbredte bløde magnetiske materiale på verdensplan.

Metalliske bløde magnetiske pulverkerner: Kombiner højmættet magnetisk fluxtæthed af metaller og fordele med lavt tab ved ferriter, der er i stand til stabil drift under mellem- og højfrekvente magnetiske vekslende felter. Det kan prale af lovende markedsudsigter og er tæt knyttet til den nye energiindustri.

2. Ferrit bløde magnetiske materialer

Hovedsageligt sammensat af ferrioxid, blandet med Mn-Zn- eller Ni-Zn-råmaterialer og fremstillet til Mn-Zn-ferriter og Ni-Zn-ferriter via pulvermetallurgi. De har høj resistivitet og lavt høj-frekvenstab, men har lav magnetisk fluxtæthed for mætning og dårlig temperaturstabilitet. For det meste anvendt i magnetiske komponenter med lav-effekt, der arbejder ved mellem- og højfrekvenser, såsom udstyr til tv-, radio- og kommunikationsindustrien.

3. Amorfe og nanokrystallinske bløde magnetiske materialer

Amorfe legeringer: Også kendt som metallisk glas, de har ingen-lang række ordnede krystalkorn. De leverer høj magnetisk permeabilitet og resistivitet, lav koercivitet og ufølsomhed over for stress, fri for magnetokrystallinsk anisotropi forårsaget af krystalstrukturer, sammen med enestående korrosionsbestandighed og høj mekanisk styrke. De har meget lavere Curie-temperatur end krystallinske bløde magnetiske materialer, hvilket i høj grad reducerer energitabet.

Nanokrystallinske legeringer: Sammensat af krystallinske faser under 50 nanometer og amorfe korngrænsefaser opnår de overlegne omfattende egenskaber i forhold til traditionelle krystallinske og amorfe legeringer. Med høj magnetisk permeabilitet, lav koercivitet, lavt kernetab, høj mætningsmagnetisk fluxtæthed og fremragende stabilitet har de udviklet sig hurtigt og blevet stærke konkurrenter til bløde magnetiske ferritmaterialer i de senere år.

II. Ansøgningsfelter

Som essentielle basismaterialer til elektrisk energitransmission, konvertering og signalbehandling er bløde magnetiske materialer blevet anvendt bredt på tværs af moderne industrisektorer:

Power Electronics & Energy Industry: Fungerer som kernemagnetiske kerner til transformere, motorer, induktorer og filtre, som i vid udstrækning anvendes i fotovoltaiske invertere, energilagringssystemer og UPS-strømforsyninger.

Informations- og kommunikationsindustrien: Bløde magnetiske ferriter er nøgleråmaterialer til magnetiske antenner, strømomformere og filtre, der bruges i 5G-basestationer, smartphones, NFC-enheder og trådløst opladningsudstyr.

Ny energikøretøjsindustri: Anvendes i-indbyggede opladere (OBC), DC-DC-konvertere og motordrevsystemer. Deres egenskab med lavt-tab forbedrer effektivt køretøjets samlede energieffektivitet.

Forbrugerelektronik og husholdningsapparater: Massivt brugt til induktorer og transformerkerner i bærbare computere, mobiltelefoner, inverter klimaanlæg og andre daglige elektroniske produkter.

Emerging Industries: Stigende markedsefterspørgsel ses inden for robotter, rumfartsudstyr, medicinske instrumenter, datacenterservere og AI GPU-relaterede enheder.