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1J87铁镍合金(百科)

发布:sonhooalloy 浏览:540626次

一句话概括

1J87 是一种高硬度、高电阻率、高磁导率的坡莫合金(铁镍软磁合金),主要特点是其高硬度和良好的高频软磁性能


详细解析

1. 材料分类与命名

  • 分类: 属于精密合金中的软磁合金,具体是坡莫合金系列的一员。坡莫合金通常指镍含量在30%-90%之间的铁镍合金。

  • 命名规则: “1J”是中国国标(GB)中对软磁精密合金的代号(“1”代表精密合金,“J”代表“软磁”);“87”是序列号,没有特定的化学成分含义,但通常数字越大,在某些特性上(如硬度、电阻率)可能越优化。

2. 化学成分

1J87的主要化学成分(重量百分比)通常为:

  • 镍(Ni): 约 79%~81% (高镍含量是其获得高初始磁导率的基础)

  • 钼(Mo): 约 4.8%~5.2% (关键合金元素,用于提高电阻率和硬度)

  • 铁(Fe): 余量

  • 其他微量元素: 如锰(Mn)、硅(Si)等,含量严格控制。

核心点: 钼(Mo)的加入是其区别于其他普通坡莫合金(如1J50)的关键。钼能显著提高合金的电阻率,并通过固溶强化作用提高硬度。

3. 主要特性

1J87的特性可以概括为以下几个方面:

a) 磁学特性(核心优势)

  • 高初始磁导率(μi)和高最大磁导率(μm): 在弱磁场下极易被磁化,磁感应强度变化灵敏。这使得它在小信号处理中效率很高。

  • 低矫顽力(Hc): 意味着磁化和退磁都非常容易,磁滞回线狭窄,磁滞损耗低。

  • 低剩磁感应(Br): 撤去外磁场后,剩余的磁性很弱。

  • 高电阻率: 由于钼的加入,其电阻率比普通硅钢片和很多其他坡莫合金都高。这直接带来了下一个重要特性。

b) 高频特性

  • 优异的高频性能: 高电阻率能有效抑制涡流效应。在高频交变磁场中,涡流损耗与材料的电阻率成反比。因此,1J87的高电阻率使其非常适用于高频工作环境(如几十kHz到几百kHz),能够保持低的总损耗(铁损)。

c) 物理与机械特性

  • 高硬度: 这是1J87的一个显著标志。其硬度远高于像1J50这样的软态坡莫合金。这使得它更耐磨,在加工和装配过程中更不易变形和划伤。

  • 强度较高: 同样由于固溶强化,其强度也较好。

d) 其他特性

  • 饱和磁感应强度(Bs)中等: 大约在0.7-0.8 T,低于硅钢片但足够用于许多弱电场合。

  • 对机械应力敏感: 这是坡莫合金的通病。冲压、弯曲等冷加工会引入内应力,严重劣化其磁性能。因此,最终热处理(在氢气或真空保护下退火)至关重要,以消除应力、恢复磁性能并形成有序晶格结构。


总结与对比

为了更清晰地理解,我们可以将1J87与几种常见软磁材料对比:

特性

1J87(高硬度坡莫合金)

1J50(普通坡莫合金)

硅钢片

铁氧体

主要成分

Ni ~80%, Fe, Mo ~5%

Ni ~50%, Fe

Fe, Si

锰锌、镍锌等氧化物

初始磁导率

很高

中到高

饱和磁感Bs

中等 (~0.75T)

高 (~1.5T)

很高 (~2.0T)

很低 (<0.5T)

电阻率

中等

极高

硬度

很高(但脆)

适用频率

中高频(~kHz - 数百kHz)

中低频(工频 - kHz)

低频(工频)

高频(>100kHz)

核心优势

高磁导率、高硬度、高频低损耗

高饱和磁感,成本较低

高饱和磁感,成本低

极高电阻率,超高频性能好


主要应用领域

基于以上特性,1J87主要用于制造对性能、尺寸稳定性和高频特性有较高要求的小型、精密磁性元件:

  1. 高频变压器: 特别是开关电源(SMPS)中的高频功率变压器、驱动变压器。

  2. 磁放大器: 用于精密稳压电源。

  3. 磁屏蔽: 用于屏蔽对高频磁场敏感的电子设备或部件。

  4. 共模电感: 在电磁干扰(EMI)滤波器中。

  5. 磁带机磁头、高精度电流互感器等。

总而言之,1J87是一种通过添加钼元素实现了高硬度、高电阻率和高磁导率平衡的优质软磁材料,特别适合在要求小型化、高稳定性和良好高频性能的电子电力设备中扮演关键角色。



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