铁基纳米晶带材在不同温度下的性能表现如何

2024-12-10 09:57:57
一、磁性能方面
1、低温区域(通常低于室温)
(1)磁导率:
       一般情况下,随着温度降低,铁基纳米晶带材的磁导率会有所上升 。这是因为温度降低,原子热运动减弱,对电子自旋和磁矩的干扰减小,使得材料内部的磁畴更容易在磁场作用下转向和排列整齐,从而增强了对磁场的传导能力,磁导率得以提高。
(2)矫顽力:
       通常矫顽力会随温度降低而减小。低温使得材料内部的晶格振动减弱,磁畴壁移动的阻力变小,所以在反向磁场作用下,磁畴壁更容易移动,矫顽力降低,材料更容易被磁化和退磁。
(3)饱和磁化强度:
       整体上饱和磁化强度随温度降低会有一定程度的增加趋势。这是由于温度降低,原子热运动减弱,材料内部的磁矩排列更加有序,从而能够在磁场中获得更高的磁化强度。
2、室温附近
(1)磁导率:
       在室温时,铁基纳米晶带材能保持较高的磁导率,使其能有效地在各种电磁设备中传导磁场,实现电能和磁能的相互转换,如在变压器和电感器中,可减少磁芯损耗,提高设备效率。
(2)矫顽力:
       具有较低的矫顽力,这意味着在交变磁场中,磁滞损耗较小,能减少能量的浪费,提高设备的性能和稳定性,可应用于对能耗有要求的设备。
(3)饱和磁化强度:
       能维持在一个相对稳定且较高的水平,满足大多数应用场景对磁能存储和转换的要求。
3、高温区域(接近或超过居里温度)
(1)磁导率:
       当温度升高到一定程度,接近居里温度时,磁导率会急剧下降。这是因为随着温度升高,原子热运动加剧,磁畴的有序排列被严重破坏,材料的磁性逐渐减弱直至消失,对磁场的传导能力也大幅降低。
(2)矫顽力:
       矫顽力在高温下通常会增大。因为高温使原子热运动更加剧烈,磁畴壁移动的阻力增大,需要更大的反向磁场才能使磁畴壁移动,实现退磁。
(3)饱和磁化强度:
       饱和磁化强度随着温度升高而逐渐降低。温度升高导致原子间距增大,原子间的交换作用减弱,使得磁矩的有序排列程度降低,从而使饱和磁化强度减小,最终在居里温度时降为零。
二、电学性能方面
1、低温区域:
       材料的电阻率会有所增加。这是因为温度降低,材料内部的电子散射几率减小,电子迁移率相对提高,使得电流通过时受到的阻碍增大,电阻率上升。
2、室温附近:
       能保持相对稳定的电阻率,使在电磁设备中应用时,能保证在一定的电流通过下,产生合适的磁场,并且不会因电阻率的大幅波动而导致设备性能不稳定。
3、高温区域:
       电阻率会随着温度升高而降低。温度升高,原子热运动加剧,晶格振动增强,电子散射几率增大,电子迁移率降低,从而使电阻率减小。
三、机械性能方面
1、低温区域:
       材料的强度和硬度会增加,韧性和延展性降低。这是由于低温下原子间的结合力增强,位错运动的阻力增大,使得材料更难发生塑性变形,从而表现出更高的强度和硬度,但同时韧性和延展性变差,更容易发生脆性断裂。
2、室温附近:
       具有适中的强度、硬度、韧性和延展性,能满足在不同设备中的加工和使用要求,如可方便地进行裁剪、绕制等加工操作,制成各种形状的磁性元件。
3、高温区域:
       强度和硬度会逐渐降低,韧性和延展性有所增加。因为高温使原子间的结合力减弱,位错运动更容易,材料的塑性变形能力增强,强度和硬度下降,韧性和延展性提高,但过高的温度可能导致材料软化变形,影响其使用性能。
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