功能复合材料-2-磁性复合材料.ppt

功能复合材料 功能复合材料 　　(3)烃类 　　粘度较低，电阻率和介电常数较高，适于制备在要求电绝缘好、粘滞性低的情况下应用的磁性液体。 　　(4)氯碳类 　　适用温度范围宽，对氯气等稳定性高，不溶于其他液体，适于制备在温度变化大和有氯气的恶劣条件下应用的磁性液体。 　　(5)聚苯醚类 　　蒸气压低，抗辐射性好，适于制备在高真空或辐照环境中应用的磁性液体。 　　(6)水银和低熔点金属合金 　　导热性和导电性高，适于制备在需要高传热或导电的情况下应用的磁性液体。 　　分散剂使磁粉表面吸附一层长链分子，构成缓冲层，并使磁粉在磁场和电场作用下不会凝聚。 　　因此，要求分散剂的分子链一端吸附在磁粉表面，另一端与基液胶溶吸附； 　　另外，还要求分子链有一定链长，以获得有效的防凝聚作用。 　　分散剂主要有阴离子分散剂、阳离子分散剂、两性分散剂和中性(非离子)分散剂。分散剂用量一般约为磁粉重量的5％～10％。 　　通常较大尺寸的金属软磁材料，其相对磁导率 ?r 随驱动频率的增大而急速下降，如下图所示： Fe--Si---Al粉末颗粒复合体相对磁导率随驱动频率的变化 　　如果把软磁材料（例如Fe--Si--A1合金）制成粉末，表面被极薄的A12O3层或高聚物分隔绝缘，然后热压或模压固化成块状软磁体，则 从图A、B、D曲线看出，它的?r值在相当宽的驱动频率范围内不随交变场频率的升高而下降，从而保持在一个较平稳的恒定值。 　　这种复合软磁材料的相对磁导率?r值可由下式描述: 　　式中d、?c和?分别表示金属粒子尺寸、块状金属相的磁导率和包覆层厚度。 　　显然，选择合适的金属粒子尺寸和包覆层厚度即可获得所需的相对磁导率?r值，这对电感器和轭源圈的设计是十分重要的。　 　　由于绝缘物质的包覆，这类材料的电阻率比其母体合金高得多(高1011倍)，因此在交变磁场下具有低的磁损耗PL。 　　下图显示了在1MHz高频下，复合材料磁损耗与粉末颗粒尺寸D的关系。 磁损耗PL/kW.m-3 磁粉粒度/ um 磁损耗与软磁粉粒度的关系 　　从图中可看出，粉末尺寸越小，损耗越低。 　　因此，可以通过调整磁性粉末颗粒的尺寸来调节损耗ＰL值。 　　记录声音和图像，然后将其读出(再生)的过程，如下图所示： 2.6 磁性记录与读出 2.6.1 磁性记录材料的工作原理 音光 电气 信号 磁性 信号 作为磁 性保留 磁头 记录材料 磁记录再生的原理示意图 　　由麦克风及摄像机将声音及光变成电信号，再由磁头变成磁信号，从而固定在磁记录介质上。 　　读出时，与记录过程相反，使声音和图像再生。 　　理想的磁记录介质要尽可能地高密度，能长期保存记录，再生时尽可能高输出。 　　在考虑能够实现高密度、长期保存、高输出时，大致有两方面的考虑，一是磁性材料的种类，二是以磁性层为中心的叠层结构的构成。 　　作为记录介质的强磁性材料，主要性能指标是矫顽力Hc和剩余磁化强度Mr的大小。 　　这两个性能指标不仅受磁性材料种类的影响，也受颗粒的大小和形状的影响。 2.6.2 磁性记录介质的性能 　　下表列出了目前使用的磁记录介质材料的磁特性。 (55.71~59.69)*103 (11000~12000)*10-4 Co-Ni 合金 (111.41~127.33)*103 (2300~2900)*10-4 金属Fe (47.75~71.62)*103 (1400~1800)*10-4 Co- ?-Fe2O3 (15.92~31.83)*103 (1400~1800)*10-4 ?-Fe2O3 Hc/A.m-1 Mr/T 磁性材料 各种磁性粉末的特性 　表中的排列是按发展的顺序排列的。 　从表中可看出，每一次材料的重大改进都使介质材料的磁性产生一次质的飞跃，与此同时，也使磁记录密度获得一次大的提高。 (55.71~59.69)*103 (11000~12000)*10-4 Co-Ni 合金 (111.41~127.33)*103 (2300~2900)*10-4 金属Fe (47.75~71.62)*103 (1400~1800)*10-4 Co- ?-Fe2O3 (15.92~31.83)*103 (1400~1800)*10-4 ?-Fe2O3 Hc/A.m-1 Mr/T 磁性材料 　　在现有材料基础上，为了进一步提高记录密度，就应考虑在叠层结构上的优化。 2.6.3 叠层结构对磁带性能的影响 　　一般对于粉状磁性材料，先制造以适当高分子为粘结剂的涂料，然后把该涂料用适当的方法进行涂敷、干燥，制造出如下图所示的一种层压薄片，这就是记录磁带。显然，它属于叠层型的功能复合材料。 磁粉 粘结剂 添加剂 磁层 下涂层 背涂层 基膜