磁性材料的发展

具体的

第1个回答  2008-03-03
磁性材料是一种重要的电子材料。早期的磁性材料主要采用金属及合金系统,随着生产的发展,在电力工业、电讯工程及高频无线电技术等方面,迫切要求提供一种具有很高电阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁铁矿及其他具有磁性的氧化物的基础上,研制出了一种新型磁性材料——铁氧体。铁氧体属于氧化物系统的磁性材料,是以氧化铁和其他铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物,可用于制造能量转换、传输和信息存储的各种功能器件。

铁氧体磁性材料按其晶体结构可分为:尖晶石型(MFe2O4);石榴石型(R3Fe5O12);磁铅石型(MFe12O19);钙钛矿型(MFeO3)。其中M指离子半径与Fe2+相近的二价金属离子,R为稀土元素。按铁氧体的用途不同,又可分为软磁、硬磁、矩磁和压磁等几类。

软磁材料是指在较弱的磁场下,易磁化也易退磁的一种铁氧体材料。有实用价值的软磁铁氧体主要是锰锌铁氧体Mn-ZnFe2O4和镍锌铁氧体Ni-ZnFeO4。软磁铁氧体的晶体结构一般都是立方晶系尖晶石型,这是目前各种铁氧体中用途较广,数量较大,品种较多,产值较高的一种材料。主要用作各种电感元件,如滤波器、变压器及天线的磁性和磁带录音、录像的磁头。

硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料,也称为永磁材料或恒磁材料。硬磁铁氧体的晶体结构大致是六角晶系磁铅石型,其典型代表是钡铁氧体BaFe12O19。这种材料性能较好,成本较低,不仅可用作电讯器件如录音器、电话机及各种仪表的磁铁,而已在医学、生物和印刷显示等方面也得到了应用。

镁锰铁氧体Mg-MnFe3O4,镍钢铁氧体Ni-CuFe2O4及稀土石榴型铁氧体3Me2O3•5Fe2O3(Me为三价稀土金属离子,如Y3+、Sm3+、Gd3+等)是主要的旋磁铁氧体材料。磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的直流磁场和电磁波磁场的作用下,电磁波在材料内部按一定方向的传播过程中,其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象。旋磁现象实际应用在微波波段,因此,旋磁铁氧体材料也称为微波铁氧体。主要用于雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电子设备中。

重要的矩磁材料有锰锌铁氧体和温度特性稳定的Li-Ni-Zn铁氧体、Li-Mn-Zn铁氧体。矩磁材料具有辨别物理状态的特性,如电子计算机的“1”和“0”两种状态,各种开关和控制系统的“开”和“关”两种状态及逻辑系统的“是”和“否”两种状态等。几乎所有的电子计算机都使用矩磁铁氧体组成高速存贮器。另一种新近发展的磁性材料是磁泡材料。这是因为某些石榴石型磁性材料的薄膜在磁场加到一定大小时,磁畴会形成圆柱状的泡畴,貌似浮在水面上的水泡,泡的“有”和“无”可用来表示信息的“1”和“0”两种状态。由电路和磁场来控制磁泡的产生、消失、传输、分裂以及磁泡间的相互作用,即可实现信息的存储记录和逻辑运算等功能,在电子计算机、自动控制等科学技术中有着重要的应用。

压磁材料是指磁化时能在磁场方向作机械伸长或缩短的铁氧体材料。目前应用最多的是镍锌铁氧体,镍铜铁氧体和镍镁铁氧体等。压磁材料主要用于电磁能和机械能相互转换的超声器件、磁声器件及电讯器件、电子计算机、自动控制器件等。本回答被网友采纳
第2个回答  2008-03-03
磁性材料主要包括永磁材料、软磁材料、信磁材料、特磁材料等,覆盖很多高新技术领域。
磁性材料可用于哪些产品呢?首先,在通讯行业,全球数十亿部手机都需要大量的铁氧体微波器件、铁氧体软磁器件和永磁元件。全球数以千万计的程控交换机也需要大量高技术磁芯等元件。此外,国外无绳电话安装数量已经占固定电话总量的一半以上。这类电话需要大量软磁铁氧体元件。而且,可视电话也在快速普及。它也需要大量磁性元件。第二,在IT行业,硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器、显示器、打印机、多媒体音响、笔记本电脑等也需要使用大量钕铁硼、铁氧体软磁、永磁材料等元件。第三,在汽车行业,全球汽车年产量约5500万辆。按每辆汽车使用铁氧体永磁电机41只计算,汽车行业每年需要电机约22.55亿只。此外,全球汽车扬声器需求量也数以亿计。总之,汽车行业每年需要消耗大量的磁性材料。第四,在照明设备、彩电、电动自行车、吸尘器、电动玩具、电动厨房用具等行业,磁性材料的需求量也很大。例如,在照明行业,LED灯具的产量很大,它需要消耗大量的铁氧体软磁材料。总之,全球每年都有数以百亿计的电子、电气产品需要使用磁性材料,在很多领域,甚至需要技术含量极高的核心磁性器件。

目前应用最多的软磁铁氧体,按用途和材料可分为:锰锌功率铁氧体材料、通讯和电磁兼容(EMC)用锰锌高磁导率铁氧体材料、偏转线圈用的锰锌系铁氧体材料、射频宽带和电子干扰(EMI)抑制用镍锌铁氧体材料等四大类。材料进进一步向高频、高磁导率和低损耗发展,也就是两高一低方向发展。器件向小型化、片式化和表面贴装化方向发展。

在数字通信及光纤通信技术中,大量使用高磁导率铁氧体磁芯制成的宽带和脉冲变压器。在电磁兼容领域,也大量用高磁导率磁芯制成的共模扼流圈来抑制电磁干扰。“十五”重点向高磁导率和高截止频率方向发展,能稳定批量生产i=10000 15000的材料。

随着数字技术的广泛应用和各国有关电路兼容法律法规的健全,用于EMI抑制的镍锌铁氧体材料技术也将进一得到发展。“十五”重点发展片式化器件,并向高频率12MHz材料方向发展,并且使产品系列化。

近年来,移动电话、笔记本电脑和数字仪表的发展,使场致发光DC/DC电源变压器成为一大新趋势。微型电池的直流电压经由开关电路变成高频交变电压,再通过高磁导率软磁铁氧体磁芯制成的场致发光电源变压器将交变电压升至一定值以后,加到以场致发光片组成的平行板电容器上,使发光片发光。

今后,高清晰度电视和高频显示器用的回扫变压器将成为厂商的重点开发产品,双聚焦回扫变压器、多层回扫变压器将更为流行。今后,R型铁氧体磁芯将进一步取代EI型磁芯。
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