非晶态金属磁性材料amorphous metallic magnetic material
非晶态金属磁性材料(amorphous metallie magnetie material)具有非晶态金属组织的磁性合金。其中铁基类材料的磁导率高、矫顽力小、电阻率 大、高频性能良好，是节能技术领域的重要材料之一。金属材料在常温下都是晶体状态，但是液态或气态金 属砚冷(一般要求冷速晰于l。‘℃/s)凝固时由于来不及结晶，以致使构成其物质的原子失去晶体那样的长 程有序排列，故而形成如同玻璃那样原子紊乱的无定形非晶态组织，所以非晶态金属又称金属玻璃。非晶态 磁性合金大致可分为3大类。①TM一TD系;即由Fe、Co、Ni等过渡元素(TM)与P、B、C、Si等玻璃化 元家(TD)所组成的合金;②TM一T系由TM元紊与Zr、Ti、Nb、Ta、W等第1V一Vla族金属(T)组成; ③R一TM系由Gd、Tb、Dy、Nd、Ho等稀土金属(R)与TM元素所组成的合金。 发展简况非晶态金属的研究始于20世纪60年 代初，自从熔体快淬法开发成功之后，当初主要采用喷枪法生产小尺寸试样。到70年代，以单辊法为代表的 制备工艺已能生产连续非晶薄带，从而迎来了从基础到应用十分活跃的**研究工作。进人80年代，已能 生产宽度>100mm的薄带和丝材，同时开发了溅射法生产非晶金属薄膜的技术，从而使非晶态金属作为磁 头等获得实用，随后在传感器、各种变压器铁芯等领域 得到进一步应用。非晶态金属磁性材料的应用非晶态材料由于其 均质性、磁畴壁运动容易，没有结晶材料那样的缺陷，因此，容易获得优良的高导磁性。图中所示为Fe一Ni- Co系非晶合金的一个例子，从其实用性考虑的成分范围，表明Fe一侧是高磁感材料，C。一侧是高导磁性材 料，而Ni一侧是低居里点材料，从而开发出了多种有 低居里 点材料 《簇 磁致伸缩擅繁黔髓妙 、一奋渐匕州~舀00oC之 \护 乙生立乙‘哩生一山立 、高磁导率 _材称 ‘、、、 SOC心 Co(at%)(Fe，Co，Ni)75510 Bl;非晶态合金的 饱和磁通密度、居里点、磁致伸缩与其成 分的关系以及作为实用材料的成分区效的应用。目前在节能上的主要应用有以下几个方面: ①电力用铁芯。变压器在运行时其铁芯充磁和退 磁相当于其使用频率2倍的次数，这样就会由于涡流和磁滞现象而带来电能损耗。在典型的配电系统中，通 常要经过4~6级变压，这就意味着损失的功率也会相应增加。如果采用高磁感、低损耗的非晶态合金制作变 压器铁芯，其损耗就会减小到上等硅钢片铁芯损耗的1/5~1八O，所以能够大量节约电能。因此，美国联合化学公司与西屋电气公司合作于1980年研制成功世界上**台15kVA的非晶变压器，其铁损比传统硅俐变压器减少了近90%，铜损减少20%以上。以美国为 例，国内运行的配电变压器总计约有4000万台，由于硅钢铁芯所造成的电能损失每年多达几十亿kw·h， 如果采用非晶铁芯变压器就能少损失2/3以上的电 能。②高频磁芯。小型、轻量、高效率的开关电源在许 多领域中都在迅速普及.目前使用频率多为10。~500kH:。作为在如此高频区使用的低铁损、高磁导率 材料，广泛使用了非晶态合金。铁系非晶合金因饱和磁通密度高而且价格低，故已用于制作正规型扼流圈和 平滑电路用的扼流圈等;钻系非晶合金有磁导率高、损失低、矩形比高等特点，适合制作磁放大器用可饱和扼 流圈。非晶态金属磁性材料还应用于**音响、数字磁 带录像机的磁头，高测量精度和高可靠性传感器，光 磁记录材料，医疗诊断设备以及**技术和**领域。