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純鐵是很軟的金屬，既不能制刀槍，也不能鑄鐵鍋、犁鋤。但當純鐵中含有一定量的碳後，就變成我們在各方麵使用的鋼鐵瞭。純鐵中含碳在0.02%以上就變成硬度較低的能拔鐵絲、軋制薄白鐵板等用的低碳鋼。鐵中含碳量0.25%至0.6%的范圍內的鋼叫中碳鋼，其硬度中等，可軋成建築鋼材，鋼板、鐵釘等制品。鐵中含碳量0.6%至2.0%時就成為硬度很高的、可制刀槍、模具等的高碳鋼瞭。低、中、高碳鋼合在一起就叫“碳素鋼”。如果鐵中碳含量超過2.0%就變成又硬又脆的可鑄鐵鍋、暖氣片、犁等的生鐵瞭。一般生鐵含碳量為3.5%—5.5%。所以純鐵、鋼和生鐵的區別主要就在於鐵中的含碳量的不同。工業純鐵是鋼的一種，其化學成分主要是鐵，含量在99.50%－99.90%，含碳量在0.04%以下，其他元素愈少愈好。因為它實際上還不是真正的純鐵，所以稱這一種接近於純鐵的鋼為工業純勿。一般工業純鐵質地特別軟，韌性特別大，電磁性能很好。常見的有兩種規格，一種是是作為深沖材料的，可以沖壓成極復雜的形狀；另一種是作為電磁材料的，有高的感磁性的低的抗磁性廣泛用於電子電工，電器元件，磁性材料，非晶體制品，繼電器，傳感器，汽車制動器，紡機，電表電磁閥等等產品。

純鐵常見分類有電工純鐵，電磁純鐵，工業純鐵，原料純鐵，熔煉純鐵，爐料純鐵，鑄造純鐵，合金純鐵，釹鐵硼專用純鐵，精密鑄造純鐵等。
純鐵根據其用途主要分為電工純鐵、原料純鐵及軍工純鐵三大類。
其中電工純鐵（電磁純鐵）牌號舉例：DT3、DT4、DT4A、DT4E、DT4C，產品性能以DT4C牌號的為最好；原料純鐵（爐料純鐵）牌號舉例：YT1F、YT2F、YT3、YT4、YT0、YT00、YT01，產品純凈度及各項指標以YT01為最好；軍工純鐵牌號舉例：DT8A，產品主要用在國防尖端科技的各種精密機器、航天飛船及元件上，具有最佳的真空性和密閉性。

電磁鐵的鐵芯為什麼應選用軟鐵而不用鋼？這是因為電磁鐵要求其磁性強弱隨著通入電流大小的變化而發生明顯變化。軟鐵屬軟磁體，被磁化後磁性很容易消失；而鋼是硬磁體，通電後會磁化成為永磁體，用鋼作鐵芯的電磁鐵，其磁性強弱隨電流大小的變化就不明顯瞭。

電工軟鐵的Ms（最大磁化強度）較大,Ms越大，則電磁鐵能產生的飽和磁感應強度就越大，因此，軟鐵鐵芯電磁鐵產生的磁力大於一般材料如鋼、矽鋼、坡莫合金等做鐵芯的。

軟磁材料是指剩磁和矯頑力均很小的鐵磁材料，如矽鋼片、純鐵等。特點是易磁化、易去磁且磁滯回線較窄。軟磁材料常用來制作電機、變壓器、電磁鐵等電器的鐵心。

軟磁材料易於磁化，也易於退磁，廣泛用於電工設備和電子設備中。應用最多的軟磁材料是鐵矽合金(矽鋼片)以及各種軟磁鐵氧體等。軟磁材料種類繁多，通常按成分分為：

①純鐵和低碳鋼。含碳量低於0.04％，包括電磁純鐵、電解鐵和羰基鐵。其特點是飽和磁化強度高，價格低廉，加工性能好；但其電阻率低、在交變磁場下渦流損耗大，隻適於靜態下使用，如制造電磁鐵芯、極靴、繼電器和揚聲器磁導體、磁屏蔽罩等。

②鐵矽系合金。含矽量0.5％ ～4.8％，一般制成薄板使用，俗稱矽鋼片。在純鐵中加入矽後，可消除磁性材料的磁性隨使用時間而變化的現象。隨著矽含量增加，熱導率降低，脆性增加，飽和磁化強度下降，但其電阻率和磁導率高，矯頑力和渦流損耗減小，從而可應用到交流領域，制造電機、變壓器、繼電器、互感器等的鐵芯。

③鐵鋁系合金 。含鋁6％～16％，具有較好的軟磁性能，磁導率和電阻率高，硬度高、耐磨性好，但性脆，主要用於制造小型變壓器、磁放大器、繼電器等的鐵芯和磁頭、超聲換能器等。

④鐵矽鋁系合金。在二元鐵鋁合金中加入矽獲得。其硬度、飽和磁感應強度、磁導率和電阻率都較高。缺點是磁性能對成分起伏敏感，脆性大，加工性能差。主要用於音頻和視頻磁頭。

⑤鎳鐵系合金。鎳含量30％～90％，又稱坡莫合金，通過合金化元素配比和適當工藝，可控制磁性能，獲得高導磁、恒導磁、矩磁等軟磁材料。其塑性高，對應力較敏感，可用作脈沖變壓器材料、電感鐵芯和功能磁性材料。

⑥鐵鈷系合金。鈷含量27％～50％。具有較高的飽和磁化強度，電阻率低。適於制造極靴、電機轉子和定子、小型變壓器鐵芯等。

⑦軟磁鐵氧體。非金屬亞鐵磁性軟磁材料。電阻率高（10-2～1010Ω·m），飽和磁化強度比金屬低，價格低廉，廣泛用作電感元件和變壓器元件（見鐵氧體）。

⑧非晶態軟磁合金。一種無長程有序、無晶粒合金，又稱金屬玻璃，或稱非晶金屬。其磁導率和電阻率高，矯頑力小，對應力不敏感，不存在由晶體結構引起的磁晶各向異性，具有耐蝕和高強度等特點。此外，其居裡點比晶態軟磁材料低得多，電能損耗大為降低，是一種正在開發利用的新型軟磁材料。

⑨超微晶軟磁合金。20世紀80年代發現的一種軟磁材料。由小於50納米左右的結晶相和非晶態的晶界相組成，具有比晶態和非晶態合金更好的綜合性能，不僅磁導率高、矯頑力低、鐵損耗小，且飽和磁感應強度高、穩定性好。現主要研究的是鐵基超微晶合金。

軟磁材料的常用磁性能參數 飽和磁感應強度Bs：其大小取決於材料的成分，它所對應的物理狀態是材料內部的磁化矢量整齊排列。

剩餘磁感應強度Br：是磁滯回線上的特征參數，H回到0時的B值。

矩形比：Br∕Bs

矯頑力Hc：是表示材料磁化難易程度的量，取決於材料的成分及缺陷（雜質、應力等）。

磁導率μ：是磁滯回線上任何點所對應的B與H的比值，與器件工作狀態密切相關。

初始磁導率μi、最大磁導率μm、微分磁導率μd、振幅磁導率μa、有效磁導率μe、脈沖磁導率μp。

居裡溫度Tc：鐵磁物質的磁化強度隨溫度升高而下降，達到某一溫度時，自發磁化消失，轉變為順磁性，該臨界溫度為居裡溫度。它確定瞭磁性器件工作的上限溫度。

損耗P：磁滯損耗Ph及渦流損耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe∝f2 t2 /，ρ降低，

磁滯損耗Ph的方法是降低矯頑力Hc；降低渦流損耗Pe的方法是減薄磁性材料的厚度t及提高材料的電阻率ρ。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關系為：

總功率耗散（mW）/表麵積（cm2）

軟磁材料的磁性參數與器件的電氣參數之間的轉換

在設計軟磁器件時，首先要根據電路的要求確定器件的電壓～電流特性。器件的電壓～電流特性與磁芯的幾何形狀及磁化狀態密切相關。設計者必須熟悉材料的磁化過程並拿握材料的磁性參數與器件電氣參數的轉換關系。設計軟磁器件通常包括三個步驟：正確選用磁性材料；合理確定磁芯的幾何形狀及尺寸；根據磁性參數要求，模擬磁芯的工作狀態得到相應的電氣參數。

磁性材料是一種重要的電子材料。早期的磁性材料主要采用金屬及合金系統，隨著生產的發展，在電力工業、電訊工程及高頻無線電技術等方麵，迫切要求提供一種具有很高電阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁鐵礦及其他具有磁性的氧化物的基礎上，研制出瞭一種新型磁性材料——鐵氧體。鐵氧體屬於氧化物系統的磁性材料，是以氧化鐵和其他鐵族元素或稀土元素氧化物為主要成分的復合氧化物，可用於制造能量轉換、傳輸和信息存儲的各種功能器件。

鐵氧體磁性材料按其晶體結構可分為：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型（R3Fe5O12）；磁鉛石型（MFe12O19）；鈣鈦礦型（MFeO3）。其中M指離子半徑與Fe2＋相近的二價金屬離子，R為稀土元素。按鐵氧體的用途不同，又可分為軟磁、硬磁、矩磁和壓磁等幾類。

軟磁材料是指在較弱的磁場下，易磁化也易退磁的一種鐵氧體材料。有實用價值的軟磁鐵氧體主要是錳鋅鐵氧體Mn－ZnFe2O4和鎳鋅鐵氧體Ni－ZnFeO4。軟磁鐵氧體的晶體結構一般都是立方晶系尖晶石型，這是目前各種鐵氧體中用途較廣，數量較大，品種較多，產值較高的一種材料。主要用作各種電感元件，如濾波器、變壓器及天線的磁性和磁帶錄音、錄像的磁頭。

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