应用条件控制对非晶纳米晶剩余损耗有哪些影响
2025-03-21 15:32:54
应用条件控制对非晶纳米晶剩余损耗的影响主要体现在工作频率、工作温度、工作磁场强度以及负载特性等方面,以下是具体介绍:
一、工作频率
1、低频区域:
在低频时,剩余损耗主要源于磁后效等。随着频率上升,磁后效导致的能量不可逆损耗逐渐增大,剩余损耗也随之增加,因为磁矩有更多时间跟随磁场变化,磁后效现象更显著。
2、中频区域:
当频率达到一定值,畴壁共振和自然共振等开始起主要作用,剩余损耗可能迅速增大并出现峰值。此时交变磁场频率接近畴壁固有振动频率或磁矩自然共振频率,材料大量吸收能量,使剩余损耗急剧上升。
3、高频区域:
在更高频率下,虽然剩余损耗会随频率进一步增加而逐渐减小,但速度较慢。这是因为在高频时,磁矩的响应速度跟不上磁场变化,畴壁运动和磁矩翻转受到限制,导致一些损耗机制的作用减弱,但同时高频下的其他损耗机制可能开始显现,限制了剩余损耗的快速下降。
二、工作温度
1、一般温度范围:
在一定温度区间内,温度升高使非晶纳米晶材料内部热运动加剧,磁后效现象更明显,磁矩弛豫过程加快,导致剩余损耗增加。热运动干扰磁矩有序排列,使磁化过程中的能量损耗增大。
2、接近居里温度:
当温度接近材料的居里温度时,材料磁性发生剧烈变化,磁性能大幅下降,自然共振等现象增强,剩余损耗急剧上升。此时材料的磁畴结构被严重破坏,磁矩的稳定性丧失,大量能量以损耗形式释放。
三、工作磁场强度
1、低磁场强度:
在低磁场强度下,非晶纳米晶材料的磁畴结构基本保持稳定,剩余损耗主要由磁后效等微弱因素决定,剩余损耗相对较小且变化不明显。
2、高磁场强度:
随着磁场强度增加,磁畴壁的运动加剧,可能引发更强烈的畴壁共振等现象,导致剩余损耗增大。而且强磁场可能使材料内部的磁致伸缩效应增强,磁弹耦合作用加剧,进一步增加剩余损耗。
四、负载特性
1、电阻性负载:
当非晶纳米晶材料应用于电阻性负载电路中时,若负载电阻较大,电路中的电流相对较小,产生的磁场较弱,对材料的剩余损耗影响相对较小。但如果负载电阻过小,电流增大,会产生较强磁场,可能导致剩余损耗增加。
2、电感性负载:
对于电感性负载,由于其自身的电磁特性,会使非晶纳米晶材料所处的磁场环境更加复杂。在交变电流作用下,磁场的变化频率和幅度可能会引起材料内部磁畴结构的频繁变化,更容易激发畴壁共振和自然共振等现象,从而显著增加剩余损耗。
3、脉冲负载:
在脉冲负载条件下,电流和磁场呈现出脉冲式的变化,具有高频率、短持续时间等特点。这种情况下,非晶纳米晶材料需要在短时间内快速响应磁场变化,磁后效和磁矩的快速翻转会导致剩余损耗大幅增加,对材料的损耗特性产生较大影响。