磁性材料是金属吗,常见的磁性材料有哪些

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-04-22 22:29:16

(4)大地熊

公司专注高性能烧结钕铁硼产品,现拥有 5000 吨钕铁硼永磁产能,产品具有磁性能高、服役特性优、稳定性好等特点,主要应用于汽车工业、工业电机和高端消费类电子等节能环保和智能制造领域,其中“大地熊牌”耐高温烧结钕铁硼系列产品两次荣获“国家重点新产品”。

盈利基本稳定。钕铁硼作为公司主营业务,营收占比基本稳定,营业收入持续提升。在钕铁硼产品定制化、高端化的发展趋势下,产品市场竞争激烈,公司毛利率受到一定影响,但基本维持稳定。

产能持续释放:公司充分满足下游需求,产销持续增长。2021 年,公司扩产计划持续推进,“年产 1,500 吨汽车电机高性能烧结钕铁硼磁体建设项目”稳步实施,年产 5000吨“高端制造高性能稀土永磁材料及器件项目”开工建设。截至 2021 年 6 月末,公司产能为5000吨,预计年底达6000吨,明年底达8000吨,中长期产能规划在21000吨左右,扩产计划持续推进。

技术创新水平持续提升:公司拥有众多国家级稀土永磁材料省重点实验室、科研工作站、核心专利等,经过多年的技术创新,形成了涵盖磁体制备、机械加工、表面防护和再生制造等多个方面的烧结钕铁硼磁体生产全过程核心技术体系,加强研发投入力度,增强科技成果转换能力,技术创新水平不断提高。

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3. 软磁材料-电力电子、信息电子行业的基础材料

软磁材料是电力电子、信息电子等产业的基础材料之一,具有磁电转换的特殊功能,广泛应用于电能变换、抗电磁干扰、无线充电、近场通讯等领域,在新能源汽车、新能源发电、消费电子、工业电子、通讯、云端服务、计算机以及航空航天等行业有着大量应用。

软磁材料易于磁化和易于退磁,具有磁滞损耗小、高磁导率、低矫顽力、饱和磁感应强度高等特点,应用于变压器、继电器、电感铁芯、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩、电机定子转子等。主要包括金属软磁、铁氧体软磁、非晶软磁合金和纳米晶软磁材料。

软磁材料经历了金属软磁——铁氧体软磁——非晶软磁合金——纳米晶软磁材料变迁。软磁材料的工业应用最早在 19 世纪末,伴随技术革新要求,软磁材料产品迭代更新,材料性能不断提升,目前软磁材料主要包括金属软磁、铁氧体软磁、非晶软磁、纳米晶软磁四种类型。

1)金属软磁材料是最早的软磁材料,包括硅钢、铁铝合金、硅铝合金、坡莫合金、钼坡莫合金等金属软磁合金及对应合金粉末制成的金属软磁粉芯。主要用于制作变压器、发电机等器材和逆变器等电感元件。

2)软磁铁氧体是以 Fe2O3 为主成分的亚铁磁性氧化物,包括锰锌系铁氧体,镍锌系、钡锌系、镁锌系等四种,具有高磁导率、高电阻率、低损耗、高加工性,广泛应用于通信、传感、音像设备、开关电源和磁头工业等方面。

3)非晶软磁合金又称“金属玻璃”,包括铁基、铁镍基、钴基、纳米(超微晶)软磁合金材料四种类型,相对普通软磁具有低矫顽力、高磁导率、高电阻率、耐高温腐蚀和高韧性等优异特性,产品应用于变压器、互感器、电感材料等。

4)非晶纳米晶软磁合金即第四种非晶软磁合金,是在前三种非晶合金基础上加工而成,与传统的硅钢、非晶软磁、铁氧体铁芯相比磁感高、损耗小、性能稳定,是高频电力电子领域的最佳选择,可用于逆变器、磁放大器、电流互感器、共模电感、尖峰抑制器。

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利用磁性材料制成的电感元件是电力电子技术领域核心配套元件之一,以电力电子装置为载体,起到逆变(直流变成交流)、斩波(直流变成直流)、变频(改变供电频率)、开关和智能控制等作用,并广泛应用于变频空调、 UPS、光伏发电、新能源汽车、电能质量整治等领域。

电感器在电路中主要起到滤波/振荡、延迟/陷波、筛选信号/过滤噪声/稳定电流及抑制电磁波干扰等作用,一般由骨价、绕组、磁心或铁心、屏蔽罩等材料组成,根据分功率电感、去耦电感和高频电感三类,其中逆变器中主要使用的是功率电感,逆变器用的电感主要是作为逆变器输入端的升压电感和输出端滤波电感用,用量很大。

逆变器电感成本占比高,用量大。逆变器主要原材料包括电子元器件、机构件以及辅助材料等,其中电子元器件包括功率半导体器件、集成电路、电感、 PCB 板、电容、开关器件、连接器等,根据固德威公司披露数据显示,电感约占原材料成本的 13%左右。

磁芯是电感元件的核心部件。电感元件中的磁芯大都采用软磁材料,磁芯包括软磁铁氧体、硅钢片、坡莫合金、金属软磁粉芯等,其中软磁铁氧体磁芯的电感器主要用于车载 DC-DC转换器、笔记本适配器、各种开关电源变压器、LCD背光抗源逆变器、EMI用电感器、点火线圈等。而金属磁粉芯材料组成的磁芯电感器铁损更小,材料能够在高频率环境下使用,主要应用于高频电感,同时是光伏逆变器功率电感器的最佳选择。随着开关电源、变压器等产品向高频化,低损耗和高磁饱和密度演进,金属软磁粉芯有望实现更大的替代空间。

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3.1. 金属软磁材料——光伏逆变器功率电感器的最佳选择

金属软磁是最早的软磁材料,最初电动机和发电机的发明使得以硅钢为代表的金属软磁材料得到了迅速的发展,此后铁铝合金、铁硅铝合金、坡莫合金、钼坡莫合金等多元合金材料相继问世,目前使用以硅钢为主,主要用做变压器、发电机等电力和通讯行业。

金属软磁粉芯:由于金属软磁合金的电阻率总体较低,在高频下会产生较大的涡流损耗,随着使用频率的提高,其应用逐步受到限制,此时以软磁合金为原材料、性能更高的金属软磁磁粉芯产生。金属软磁粉芯是制作逆变器等电感元件的重要材料,广泛应用于变频空调、UPS、光伏发电、新能源汽车、电能质量整治等领域,2020 年产量近 20万吨。

3.1.1. 硅钢

硅钢是又称为电工钢,按含硅量不同,硅钢分为低硅片(中低牌号)和高硅片(高牌号)两种。低硅片具有一定的机械强度,主要用于制造电机,俗称电机硅钢片;高硅片磁性好,但是较脆,主要用于制造变压器铁芯,俗称变压器硅钢片。

按生产工艺不同,硅钢分为热轧和冷轧两种,冷轧硅钢又根据内部晶粒朝向分为取向硅钢和无取向硅钢。取向硅钢的晶粒基本朝一个方向,含硅量较高,主要用于变压器制造。无取向硅钢晶粒分布杂乱无章,含硅量较低,主要用于电机制造。冷轧片厚度均匀,表面质量好,磁性较高,因此,随着工业的发展,热轧片有被冷轧片取代的趋势。

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