順磁性物質有哪些 順磁性物質( 七 )


金屬軟磁材料主要包含工業純鐵及傳統合金(硅鋼片為主)、金屬磁粉芯、 非晶及納米晶合金 。
硅鋼亦稱“電工鋼” , 是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金 。硅的加入可提高鐵 的電阻率和更大磁導率 , 降低矯頑力、鐵芯損耗(鐵損)和磁時效 , 主要 用作各種電機和變壓器的鐵芯 , 價格低廉 , 適合大規模生產 , 是電力、電 子和軍事工業中不可缺少的重要軟磁合金 。
硅鋼按生產工藝分為熱軋硅鋼和冷軋硅鋼 , 熱軋硅鋼因其可利用率低 , 能 量損耗大 , 現已逐步淘汰 。冷軋硅鋼分為冷軋無取向硅鋼和冷軋取向硅鋼 。
冷軋無取向硅鋼又稱冷軋電機硅鋼 , 主要用于發電機制造 , 其硅質量 分數為 0.5%-3% , 生產工藝較取向硅鋼要求相對較低 。經冷軋制成的 成品厚度多為 0.35 和 0.5mm 厚的鋼帶 。冷軋無取向硅鋼的 Bs 高于取 向硅鋼 。

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冷軋取向硅鋼又稱冷軋變壓器硅鋼 , 主要用于變壓器制造 , 其硅質量 分數在 3%以上 , 碳質量分數為 0.03%-0.05% 。鋼中氧化物夾雜含量 低且需要抑制劑 。相對于冷軋無取向硅鋼 , 取向硅鋼鐵損更低 , 其磁 性具有強烈的方向性 , 并且在其軋制方向上具有優越的高磁導率與低 損耗特性 。冷軋取向硅鋼分為普通取向硅鋼和高磁感取向硅鋼兩類 。高磁感冷軋取向硅鋼均為單取向鋼帶 , 主要用途是用于制造電子儀表 中的各類扼流圈、變壓器等電磁元件 。
無取向硅鋼主要用于家用電器、工業領域電機、大型電機、新能源汽車等 領域 。據統計 , 2020 年家用電器占比 40%居下游需求首位 。伴隨著工業 電機及新能源行業發展 , 有望拉動硅鋼需求持續攀升 。
供給側結構性改革政策的推動下 , 我國鋼鐵產能取得顯著成效 , 行業內企 業布局優化 , 加大了對取向電工鋼產品的供應 , 行業產能利用率穩步提升 。據統計 , 2020 年中國硅鋼行業產能為 1276 萬噸 , 產量為 1118.11 萬噸 ,  產能利用率為 87.60% 。
據統計 , 2020 年中國硅鋼片市場 , 無取向電工鋼產量為 960.49 萬噸 , 取 向電工鋼產量為 157.62 萬噸 。其中 , 中低牌號無取向硅鋼約 760.2 萬噸 ,  同比增長 0.03% , 占比 79.15%;高牌號無取向硅鋼約 146.7 萬噸 , 同比 增長 35% , 占比 15.27% 。中低牌號仍占絕對地位 , 高牌號快速增長 。
目前 , 國外生產硅鋼的主要廠家有德國及在法國的蒂森克虜伯、日本新日 鐵、韓國浦項鋼鐵、美國 AK 和 AlleghenyLud-lum、俄羅斯新利佩茨克和 維茲等 , 但日本、韓國和德國仍是高端硅鋼產品的主要分布地 。
2020 年無取向硅鋼生產企業包括寶鋼股份、首鋼股份、太鋼不銹、馬鋼股 份、鞍鋼股份等 , 其中寶鋼股份以 28.42%居行業首位 , 首鋼股份 14.05% 位其次 , CR4 產能占比近全國 65% 。受高牌號硅鋼技術壁壘及快速發展趨 勢影響 , 大型企業優勢明顯 , 未來市場集中度有望進一步提升 。
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金屬磁粉芯是用高頻率條件下低損失的金屬合金粉末制造的磁芯 , 由于磁 粉芯內部均勻分布的氣隙 , 不泄露磁通量而且在高 DC 電流下也不易飽和 。金屬磁粉芯結合了金屬和鐵氧體軟磁材料的優勢 , 其電阻率較軟磁金屬大 幅提高 , 能有效降低渦流損耗 , 且比軟磁鐵氧體具有更高的飽和磁化強度 ,  更能滿足電力電子器件小型化、集成化的要求 。
金屬磁粉芯主要包括鐵粉芯、鐵硅粉芯、鐵硅鋁磁芯、高磁通粉芯和鐵鎳 鉬粉芯 , 除鐵粉芯外一般稱其他粉芯為合金磁粉芯 。
鐵粉芯是最早開發的金屬磁粉芯 , 具有較高的飽和磁化強度且價格低 廉 , 但純鐵電阻率較低 , 制備的復合材料損耗偏高 , 因此 , 鐵粉芯多 應用于高功率低頻率器件 。
鐵硅磁粉芯具有優異的飽和磁化強度及直流偏臵特性 , 多用于在大電 流下工作的器件如抗流器、大功率電感器等 。

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