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1J117 软磁合金(百科)

发布:sonhooalloy 浏览:5674225次

1J117是一种具有特殊磁性能的精密合金。

核心摘要

1J117 是中国国家标准(GB/T 15018-1994)中的牌号,它是一种高饱和磁感应强度、高磁导率的铁钴钒软磁合金。在国际上,与之类似的最著名牌号是美国的 Permendur (2V)Supermendur


详细解答

1. 是什么材料?

1J117属于软磁合金中的铁钴钒系合金。这类合金以其极高的饱和磁感应强度而闻名,是所有软磁材料中最高的之一。

  • “1J” 是中国国标中“精密合金”里“软磁合金”的代号。

  • 化学成分:其主要成分为铁(Fe)钴(Co),并含有约 2% 的钒(V)。典型的化学成分如下:

    • 钴(Co):~49%

    • 钒(V):~1.8-2.2%

    • 铁(Fe):余量

    • 以及微量的其他元素。

  • 钒的作用:纯的铁钴合金(如 49%Co-Fe)虽然饱和磁感极高,但质地硬脆,难以进行冷加工。添加约2%的钒可以显著改善其延展性和机械加工性,使其能够被轧制成薄带或薄板。

2. 有什么特性?

1J117的特性非常突出,主要体现在磁性能和物理性能两方面。

A. 磁性能特点:

  1. 极高的饱和磁感应强度(Bs)
    这是1J117最核心的优势。其饱和磁感Bs可达 约2.4特斯拉(T)。作为对比,常用的硅钢片Bs约为2.0T,铁镍合金(如1J79)约为0.8T。高Bs意味着在相同的磁路中,它能承载更强的磁场,可以显著减小磁芯的截面积和体积。

  2. 高的磁导率
    它具有较高的初始磁导率(μi)和最大磁导率(μm),虽然不是最高的,但在铁钴合金中属于优秀水平。

  3. 高的居里温度(Tc)
    由于其高钴含量,1J117的居里点很高(约980°C)。这意味着它在高温下仍能保持良好的磁性能,不易因温度升高而退磁。

  4. 矩形磁滞回线(经适当热处理后)
    当1J117在氢气或真空中进行最终磁场热处理后,其磁滞回线可以变得非常“矩形”。这意味着它在很弱的外磁场下就能迅速达到饱和,撤去磁场后仍能保持很高的剩磁(Br)。这种特性对于制造磁放大器和某些类型的磁芯非常有用。

B. 物理与机械性能特点:

  1. 高硬度与高强度
    1J117合金的硬度和机械强度都远高于其他软磁材料(如硅钢、坡莫合金)。

  2. 较高的电阻率
    虽然不如铁镍合金,但其电阻率比纯铁高,有助于在一定程度上降低高频涡流损耗。

  3. 较差的加工性
    尽管添加了钒改善了加工性,但1J117仍然是一种硬而韧的材料,冲裁、切割和磨削加工都比较困难。通常以冷轧带材或锻坯的形式供应。


主要应用领域

基于以上特性,1J117主要应用于对性能、体积和重量有极端要求的场合:

  1. 航空航天与军事领域

  2. 航空发电机:用作转子、定子铁芯,可以在极小的体积内提供强大的功率。

  3. 高功率密度电机/变压器:特别是在战斗机、导弹、卫星等对重量和体积极其敏感的设备中。

  4. 电声器件

  5. 高端振动膜片(耳机、扬声器)。其高硬度和高Bs能带来更快的响应速度和更好的瞬态表现。

  6. 电磁铁极头

  7. 用于实验室或工业用的强电磁铁,作为极头材料,可以产生非常集中和强大的磁场。

  8. 特殊磁芯

  9. 磁放大器、脉冲变压器等需要矩形磁滞回线特性的元件。

注意事项

  • 成本高:钴是战略金属,价格昂贵,因此1J117的成本远高于硅钢和普通铁镍合金。

  • 加工与热处理:其磁性能对机械应力和热处理工艺非常敏感。必须按照严格的热处理规范(通常在氢气或真空保护下进行)才能获得最佳的磁性能。

  • 高频应用受限:虽然电阻率尚可,但由于其高Bs,通常用于中低频或直流场合。在高频下,其涡流损耗会迅速增加。

总结

1J117是一种顶级的软磁材料,它以高昂的成本和复杂的工艺为代价,换取了无与伦比的饱和磁感应强度和优异的综合磁性能。它主要用于那些对磁性能、体积和重量有极致要求的“不计成本”的高科技领域。

如果您在工作中遇到这个牌号,很可能是在涉及高性能电机、航空航天或高端电声产品的设计中。



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