鎳鋅軟磁鐵氧體應用及發(fā)展

近幾年，隨著信息技術的飛帶發(fā)展，對軟磁鐵氧體的產(chǎn)量及品種需求日漸增多，給軟磁鐵氧體材料的發(fā)展帶來新的機遇。

　　鎳鋅系軟磁鐵氧體是軟磁材料中的一種，其制造流程簡單，應用范圍廣泛、市場對其需求在近幾年來不斷增加，鎳鋅軟磁鐵氧體市場的份額也在不斷擴大，故我制造部特編寫與此有關資料，希望可以加深大家對鎳鋅軟磁鐵氧體產(chǎn)品的認識。

　　一、鎳鋅軟磁鐵氧體的市場前景

　　從各方面信息來看，鎳鋅軟磁鐵氧體產(chǎn)品的需求在未來幾年都會有較大的增長，這是基于而下幾點考慮：

　　中國加入 WTO 后，射頻寬帶鐵氧體材料的出口增速加快，各種電子產(chǎn)品的出口量也不斷增大。而鎳鋅軟磁鐵氧體產(chǎn)品在各種電子產(chǎn)品中的應用越來越廣。

　　國內(nèi)外對電磁干抗（EMI）和電磁兼容（EMC）法則法規(guī)的實施，電子信息產(chǎn)品和家用電器產(chǎn)品必須達到國際及國內(nèi)的電磁兼容標準，而用 NiZn 系軟磁鐵氧體材料制作的濾波器、抑制器是其中最為有效，簡單經(jīng)濟的辦法之一。

　　磁性材料的產(chǎn)量已從發(fā)達國家向發(fā)展中國家進行轉(zhuǎn)移，中國作為世界的加工工廠，其磁性材料產(chǎn)量逐年遞增。隨著“九。一一”后美國經(jīng)濟復蘇，世界范圍各地區(qū)經(jīng)濟也隨著好轉(zhuǎn)，電子產(chǎn)品的出口必定大幅增加。

　　由國內(nèi)各著名的磁性材料公司的“十一五”發(fā)展目標來看，均明確表示對軟磁鐵氧體擴大投資和擴大產(chǎn)能。而其中增加的投資大部分鎳鋅軟磁鐵氧體中高檔產(chǎn)品部分。

　　什么是3C論證
　　從2003年8月1日起，我國將對涉及安全、電磁兼容、環(huán)境保護要求的產(chǎn)品實施新的強制性產(chǎn)品認證制度，即“3C”認證，英文名稱為“ChinaCompulsoryCertification”，英文縮寫為“CCC”，也可簡稱為“3C”。列入我國第一批強制性認證產(chǎn)品目錄中的產(chǎn)品，包括家用電器、汽車、摩托車、信息技術、電信終端、音視頻、照明設備、醫(yī)療器械產(chǎn)品等9大類132種。

　　二、鎳鋅鐵氧體材料

　　軟磁的概念是相對于硬磁而言的，軟磁的矯頑力較低所以軟磁產(chǎn)品不上磁或者說充磁后的軟磁產(chǎn)品受溫度的變化或劇烈碰撞后會較快地回到最初狀態(tài)。同時軟磁不是指產(chǎn)品形狀容易改變，所以將其與橡膠磁聯(lián)系起來也是不對的。

　　鎳鋅系軟磁鐵氧體的使用頻率在 1MHz — 100MHz 之間，其物理特性有高電阻率、高居里溫度θ f 、性能特性有高 BS 、高磁導率 Ui 、低矯頑力 Hc 、低溫度系數(shù)、低損耗、良好的高頻特性等優(yōu)點在高頻得到了廣泛的應用。

　　鎳鋅軟磁鐵氧體在性能上可以按下面基本參數(shù)進行分類： ——起始磁導率及相應的工作頻率。——在給定頻率、溫度和磁通密度下的功率損耗。——在給定頻率下的標稱阻抗。 ——起始磁導率隨溫度的變化情況。 ——可應用的最大磁通密度。

　　鎳鋅軟磁鐵氧體的應用

　　三、在電感器中的應用

　　電感器是在通訊設備和其它無線電裝置中使用最為廣泛的器件它既要求高的品質(zhì)因素和穩(wěn)定性，又要求體積小，在使用頻率為 1MHz 以上時，廣泛使用具有優(yōu)良性能的 NiZn 材料，通常Ui為 6～1500，使用頻率為 1MHz－250MHz ，通常制造成棒型（R型）、扁無線棒（AP.AR 型）、工字型磁心、罐形、螺帽形、磁珠（BB）、環(huán)型磁心（T型）使用。對于片式電感器宜采用低燒結(jié)溫度的 NiCuZn 鐵氧體。

　　在寬頻帶鐵氧體器件中的應用

　　寬頻帶器件主要功能是在寬頻帶范圍內(nèi)實現(xiàn)射頻信號的能量傳輸和阻抗變換，因而對于功率合成，功率分解、頻率合成瞬態(tài)測量，信號極性變換網(wǎng)絡匹配及改善放大器的動態(tài)范圍的無耗反饋都起著十分重要的作用，這類器件有：射頻變壓器、阻抗變換器、功率分解配器、混頻器、射頻放大器、定向耦合器、電調(diào)衰減器、相位檢波器等等。這類器件由于具有頻帶寬體積小，重量輕等到特點而被廣泛用于電視、通訊、儀器儀表、自動控制、電子對抗領域，一般制成雙孔磁心、四孔磁心使用，單孔磁心廣泛用于電視機中作高頻阻抗變換器、 CATV 系統(tǒng)中作分支配器、通訊中作功率分解器、混頻器、射頻放大器、定向耦合器、相位檢波器等等。

　　用于抗 EMI （抗電磁干擾）

　　隨著電子技術的飛速發(fā)展，各種電子設備面臨的電磁環(huán)境將變得越來越惡劣，電磁干擾也越來越來嚴重，對此國內(nèi)外均制定了強制實施的電磁兼容標準（EMC）。而要抑制電磁干抗，使用NiZn系軟磁鐵氧體材料制作的濾波器、抑制器是其中最有效、簡單、經(jīng)濟的辦法之一，在各種電子、電力線路中必須采用各種特性和各種形狀的EMI軟磁鐵氧體磁芯。

　　這類產(chǎn)品主要制作成管形（RH）、環(huán)形（T）、矩形、半圓環(huán)形（RU）、半矩形（EP）、多孔板狀鐵氧體抑制磁心，十分方便地套在低阻抗電路導線上或電纜線上，而且它可以與電容組成各種規(guī)格的噪聲濾器，抑制高阻抗電子線路中各種電磁干攏，主要在電源濾波信號線濾波器、損耗線濾波器、表面貼裝濾波器、噪聲濾波器、多層片式濾波器等上使用，它們被廣泛用于開關電源、計算機、數(shù)字設備等方面，由于電磁兼容（EMC）和抗電磁干抗（EMI）技術頻各類電子行業(yè)，所以鎳鋅鐵氧體在此方面的應用十分廣泛

　　在開關電源上的應用

　　開關電源是電子技術中應用最為活躍的領域，它的大量普及與應用大大推動材料的發(fā)展，特別是電源鐵氧體的發(fā)展。它所使用的磁性器件主要有：開關電源變壓器、平滑濾波器、尖峰信號抑制器、噪聲濾波器等。

　　NiZn 材料可用在 DC—DC 變換器中，目前開關電源的頻率從 20KHz 提高到 10MHz 左右，使得電子變壓器的體積和重量還可以進一步縮小。高頻開關電源作為一種比較新型的直流穩(wěn)壓電源，具有效率高、體積小、生量輕等特點。因此在國際上受到廣泛的重視，發(fā)展迅速，市場前景廣闊。

　　其它方面的應用

　　鎳鋅軟磁鐵氧體除了用于以上幾方面外，還廣泛用于電磁傳感器、溫度傳感器、磁性天線、高頻熱處理、電磁波吸收等方面。

　　鎳鋅制造部現(xiàn)況

　　發(fā)展歷史：于2000年作為二分廠的一個項目成立。 2001年作為一個部門開始獨立核算同年由江門搬遷到古井。2003年在湖南籌建成一條機械造粒線，年產(chǎn)600T。2005年未將于古井籌建一條機械造粒線，產(chǎn)能約可提高90T每月。鎳鋅軟磁制造部現(xiàn)有設備的產(chǎn)能約可達到3000T/ 年，擁有噴霧造粒線，機械造粒線，臺灣進口的旋轉(zhuǎn)機、切割機、自動清洗線等精密機械設備，現(xiàn)有員工約200人。

　　技術水平

　　經(jīng)過五年長時間的發(fā)展，鎳鋅軟磁制造部除了積累了豐富的生產(chǎn)管理經(jīng)驗外，技術上也日漸成熟，現(xiàn)時我制造部除了產(chǎn)品目錄上所標的幾種牌號的材料外，還可按客戶要求開發(fā)各種性能材料，并可開發(fā)各種形狀的產(chǎn)品。
　　鎳鋅制造部的一些資料
　　鎳鋅產(chǎn)品的制造流程
　　制粉—壓制—燒結(jié)—清洗包裝

　　鎳鋅產(chǎn)品所含的材料：主要成分含有是 Fe2O3、ZnO、NiO、CuO、MgO等等材料的選用主要根據(jù)如下幾點選用：（1）根據(jù)客戶的使用要求，給出具體測量條件下的磁導率或阻抗等參數(shù)的數(shù)據(jù)進行選取。（2）根據(jù)客戶的來樣，同工廠進行了測量后確定相近的材料牌號。（3）根據(jù)客戶提供的同行生產(chǎn)的材料牌號來查找確定。（4）客戶有特別性能要求的，根據(jù)客戶的開發(fā)產(chǎn)品進行確定。

　　四、鎳鋅軟磁鐵氧體產(chǎn)品的形狀及代號
　　(1) 我制造部現(xiàn)在的鎳鋅軟磁鐵氧體產(chǎn)品形狀有環(huán)形（T）、管環(huán)形（RH）、開片式（RU）、異形（SH）、圓棒形（R）、扁棒（AR）、半矩形（EP）、工字型（DR2W ）、磁珠（BB）、雙孔磁心 (RID) 、兩端帶孔棒形 (RWW) 等形狀。 (2)產(chǎn)品名稱的習慣叫法如下兩例：
　　如例： 361T18×6×10：— 361 是材料的代號；— T是產(chǎn)品圓形狀的代號表示環(huán)類產(chǎn)品；— 18 表示的是產(chǎn)品的外徑；— 6 表示的是產(chǎn)品的高度；— 10 表示的是產(chǎn)品的內(nèi)徑。
　　又如： 391AP2×8×40：— 391表示是材質(zhì)的代號；— AP 表示是的是產(chǎn)品的形狀為天線棒；— 2 是表示的是產(chǎn)品的厚度；— 8 是表示產(chǎn)品的高度；— 40 是表示是產(chǎn)品的厚度。

　　五、鎳鋅軟磁鐵氧體產(chǎn)品性能測試的相關知識

　　（1）檢測的性能指標：常用的性能檢測指標有：起始磁導率（Ui）、阻抗（Z）（以上參數(shù)需要在具體產(chǎn)品中進行檢測控制） 。不常用的有：品質(zhì)因數(shù) (Q) ，飽和磁通密度（Bs），居里溫度（θf），電阻率（ρ） (以上參數(shù)大部分只需在材料中進行檢測控制)。（2）常用的測試必需的參數(shù)：電感的測量—需知道線圈的匝數(shù)，測量的頻率。阻抗的測量—需知道測試所用的銅的大小及長度，繞線的匝數(shù)。（3）磁導率的計算公式：μ i =L/2[In(R/r)*H*N2] 式中，L—電感的數(shù)值，單位（μH）；R—產(chǎn)品的外徑；r—產(chǎn)品的內(nèi)徑；H—產(chǎn)品的高度 ；N—線圈繞線匝數(shù)。（5）產(chǎn)品的阻抗特性。

　　6、鎂鋅（ MgZn ）鐵氧體
　　MgZn 鐵氧體的Bs和θf均低，其低頻特性不如MnZn 軟磁鐵氧體、高頻特性不如NiZn 軟磁鐵氧體，但由于其不含貴重金屬，且電阻率ρ高，在30MHz以下替部分NiZn鐵氧體，而且價格便宜，在電視機偏轉(zhuǎn)磁心和中短波開線磁心中獲得大量應用，我廠的391、392均屬鎂鋅軟磁鐵氧體類產(chǎn)品。

　　7、產(chǎn)品的品質(zhì)水平可以從供貨的公司來說明，現(xiàn)時我公司較大的客戶是日幫/三美，格力等公司。經(jīng)多次日資公司的評審我工廠的質(zhì)量保證體系已經(jīng)成熟。

　　六、結(jié)語

　　根據(jù)市場發(fā)展的趨勢，由于電子產(chǎn)品的小型代和高頻化的要求，對高性能的軟磁鐵氧體性能提出更高的要求， NiZn 鐵氧體以其自身的特性適應了這種信息技術的發(fā)展需要，廣泛用于各種高頻器件。