CN1242432C - 带磁性偏置复合磁体的磁心以及使用该磁心的电感元件 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有极好的直流电流叠加特性和铁损特性的磁心。磁心包括放置于磁间隙中的磁偏置磁体，用于从磁间隙的相对端向磁心提供磁偏力。所说的磁性偏置磁体包括复合磁体，该复合磁体包括稀土磁粉末和树脂粘结剂。稀土磁粉末具有等于或者大于5kOe的固有矫磁力，等于或者大于300℃的居里温度Tc，等于或者大于0.1Ω.cm的电阻率，1000G至4000G的剩余磁化强度Br以及等于或者大于0.9kOe的B-H曲线的矫磁力bHc。

Description

带磁性偏置复合磁体的磁心 以及使用该磁心的电感元件
技术领域
本发明涉及一种电感设备的磁心，例如扼流圈，变压器或者类似设备的磁心，尤其涉及一种磁心(以下简称为“心”)，它具有一个作为磁性偏置磁体的永久磁体。
背景技术
对于例如在开关电源或者类似设备中使用的扼流圈和变压器，通常交流电流与直流电流是同时供给的。因此，用在那些扼流圈和变压器中的磁心要求具有较好的导磁性，以便磁心不会由于直流电流的叠加(其特性指的是“直流电流叠加特性”或者简称为“叠加特性”)而引起磁性饱和。
在当磁心位于高频带区的应用场合时，应当使用铁心和粉末磁心，它们由于其材料的物理性能的差别而具有各自的特性，铁心具有较高的固有导磁性和较低的磁通密度，而粉末磁心具有较低的固有导磁性和较高的磁通密度。因此，粉末磁心经常用作螺旋形线圈。另一方面，铁磁心具有由磁性间隙形成的中央支腿的E型心元件，从而能够防止由直流电流的叠加而引起的磁饱和。
最近，由于电子元件的体积要随着电子设备更为小型化的要求而减小，因此就要求带磁间隙的磁心更小。所以，对于磁心就迫切要求其导磁性增强以抵抗直流电流的叠加。
通常，为满足这个要求，有必要选择一种具有较高的饱和磁化的磁心，也就是说，选择一种不会由于受较高的磁场的影响而引起磁饱和的磁心。磁饱和不可避免地要受材料所限制，并且不可能尽如人意地满足要求。
为解决上述问题，通常建议在磁心的磁路上形成的磁间隙内放置一种永久磁体，也就是说，使磁心进行磁性偏置，从而抵消由直流电流的叠加引起的直流电流的磁通量。
通过放置永久磁体而引起的磁偏置对于提高直流电流的叠加特性是一种很好的解决方法，但是，由于使用的是烧结金属磁体，导致了磁心的铁损极大地增加，因此几乎没有带来任何实用价值，而使用铁心则导致叠加特性不稳定。
为了解决这个问题，例如，JP-A 50-133453中公开了一种复合磁体，作为磁性偏置磁体，所述复合磁体包括具有较高的矫磁力和粘结剂的稀土磁粉末，将它们彼此混合在一起并且相互挤压成形，从而，提高了直流电流的叠加特性和磁心的温度。
近来，对电源变压器的功率转换效率也有了越来越高的要求，以至很难通过所测量的磁心温度来确定用于扼流圈和变压器的磁心的好与坏。因此，不可避免地要通过使用铁损测量设备来确定铁损的数据。按照本发明的发明人的研究，可以证实铁损具有比JP-A 50-133453中公开的阻力系数较小的值。
而且，最近对于表面固定型的线圈元件也提出了要求。那些线圈元件应当经受过软熔焊接工艺，以便安装于线路板上。并且要求线圈元件的磁心在经受软熔焊接工艺之后，其磁性不会降低。而且，要求磁体具有抗氧化性。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁心，它具有极好的磁性和铁损特性，并且带有磁性偏置磁体，它放置于在磁心的磁路中形成的至少一个磁间隙的附近，用于使磁心沿磁间隙的相对端磁性地进行偏置。
本发明的一个目的是提供一种磁心，其在经受软熔焊接工艺的条件下具有极好的磁性和铁损特性。
本发明的另一个目的是提供一种具有极好的直流电流叠加特性和铁损特性的磁心的电感元件或者部件。
按照本发明，将提供一种在其磁路上具有至少一个磁间隙的磁心。该磁心包括放置于磁间隙中的磁性偏置磁体，用于从磁间隙的相对端向磁心提供磁偏置。该磁偏置磁体包括含稀土磁粉末和粘结树脂的复合磁体。颗粒尺寸为2.5μm～45μm的稀土磁粉末具有5kOe或以上的固有矫磁力，300℃或以上的居里温度Tc，0.1Ω.cm或以上的电阻率，1000至4000G的剩余磁化强度Br和等于或者大于0.9kOe的B-H曲线的矫磁力bHc。
最好是固有矫磁力是10kOe或以上，居里温度Tc是500℃或以上，电阻率是1Ω.cm或以上。
按照本发明的另一方面，包括一种电感元件，它包括按照本发明的磁心，以及至少一个缠绕于所说的磁心上的绕组。
附图说明
图1是按照本发明的一个实施例的磁心的透视图；
图2是包括图1中的磁心和缠绕在磁心上的绕组的电感元件的前视图；
图3是例1中的永久磁体样品的处理温度和磁通量之间的关系曲线，这些磁体样品具有不同的环氧树脂组分；
图4A是具有相对高的剩余磁化强度的永久磁体的B-H曲线图；
图4B是具有相对低的剩余磁化强度的永久磁体的B-H曲线图；
图5是使用例1中的每一个样品磁体的磁心所测得的直流电流叠加特性(磁导率)μ的曲线图；
图6是使用例2中的在经受回流处理之前和之后的每一个样品磁体的磁心所测得的直流电流叠加特性(磁导率)μ的曲线图，样品磁体具有不同的环氧树脂组分；以及
图7是使用例3中的在经受回流处理之前和之后的每一个样品磁体的磁心所测得的直流电流叠加特性(磁导率)μ的曲线图，样品磁体具有不同的树脂组分。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
根据图1，按照本发明的一个实施例的磁心包括两个彼此对接在一起的E型铁心2。在两个E型铁心2的中间支腿的相对端之间留有间隙，在该间隙中插入和放置永久磁体1，用于提供偏置磁场。
根据图2，所示的是将绕组3绕至图1中的磁心上所形成的电感元件。
本发明的共同发明人研究了一种用于对图1和图2中的在1处提供偏置磁场的永久磁体的可能性。共同发明人最终获知，就是使用电阻率等于或者大于0.1Ω.cm(最好是等于或者大于1Ω.cm)，固有矫磁力iHc等于或者大于5kOe的永久磁体，能够提供一种具有极好的直流电流叠加特性和不会退化的铁损特性的磁心。这意味着对于获得极好的直流电流叠加特性所必要的磁体的性质就是固有矫磁力，而不是能量乘积。这样，本发明就基于使用具有较高电阻率和固有矫磁力的永久磁体的发现上而产生的，能够提供一种足够高的直流电流叠加特性。
具有如上面所描述的较高电阻率和固有矫磁力的永久磁体能够通过稀土复合磁体来实现，它由具有等于或者大于5kOe的固有矫磁力的稀土磁粉末形成，与粘结剂混合在一起，然后进行挤压。然而，所使用的磁粉末并不限于稀土磁粉末，可以是任何种类的具有较高矫磁力例如等于或者大于5kOe的固有矫磁力的磁粉末。稀土磁粉末包括SmCo系列，NdFeB系列，SmFeN系列，等等。而且，将热磁还原作用考虑进去，所使用的磁粉末要求具有等于或者大于300℃的居里点Tc和等于或者大于5kOe的固有矫磁力。
在软熔焊接工艺中考虑温度因素的情况下，所使用的磁粉末必须具有等于或者大于1Ω.cm的电阻率，等于或者大于10kOe的固有矫磁力和等于或者大于500℃的居里点Tc。作为磁粉末的一个例子，在各种稀土磁体中推荐使用Sm2Co17磁体。
等于或者大于5kOe的固有矫磁力是必要的，这是因为当永久磁体的固有矫磁力小于5kOe时，永久磁体的固有矫磁力将会由于在磁心的磁路中产生的磁场而退化。虽然永久磁体的电阻率越大越好，但是等于或者大于1Ω.cm的电阻率将不是引起铁损特性退化的主要因素。
磁粉末的平均颗粒尺寸最好等于或者小于50μm，这是因为大于50μm的平均颗粒尺寸的磁粉末将导致铁损特性降低。而平均颗粒尺寸的最小值要求等于或者大于2.5μm，这是因为小于2.5μm的平均颗粒尺寸的磁粉末在由于热处理和软熔焊接工艺而引起的颗粒氧化的磁化还原中很重要。
通过各种探索，本发明的共同发明人发现，当复合磁体的剩余磁化强度(剩余磁通密度)Br等于或者小于4000G时，热消磁的效果能够有效地进行缓解。原因随后解释。当剩余磁化强度Br超过4000G时，具有较低导磁性的复合磁体将位于不可倒逆的消磁区，这是因为B-H曲线的矫磁力bHc位于拐点之下。另一方面，当剩余磁化强度Br小于4000G时，热消磁的效果将被缓解，复合磁体位于可以倒逆的消磁区，这是因为矫磁力bHc位于B-H曲线的拐点之上。因此，当复合磁体的剩余磁化强度Br等于或者小于4000G时，热消磁的效果很小(即使在软熔处理之后)，因此能够获得可靠性很高的良好的直流电流叠加特性。
用于扼流圈或者变压器的磁心可以由各种具有软磁性的材料制成。通常说来，这些材料包括MnZn系列或者NiZn系列中的铁心，粉末磁心，硅钢板，等等难以尽数的材料。而且，磁心并不局限于特定的形状，按照本发明的永久磁体可以用于具有不同形状例如螺旋形磁心，E-E磁心，E-I磁心或者其它磁心的磁心中。每一种磁心具有至少一个在其磁路中形成的磁间隙，在该间隙中放置永久磁体。虽然该间隙在其大小上并没有限制，但是，当间隙过小时，直流电流叠加特性就会降低。另一方面，当间隙过大时，导磁性又会降低。因此，间隙大小自动确定。
现在，下面将描述按照本发明的例子：
(例1)
为了获得具有等于或者大于5kOe的固有矫磁力和等于或者大于300℃的居里温度Tc的磁粉末，在有机溶剂里用球磨机通过细磨将Sm2Fe17的合金进行碾压，从而获得平均颗粒尺寸为5μm的合金粉末。然后，将所获得的粉末进行硝化和磁化以获得Sm2Fe17N3的磁粉末。下一步是将所获得的磁粉末与环氧树脂相混和作为一种粘结剂，其中为了制造出六种含不同粘结剂成分的复合磁体，所掺的树脂的比例为1wt％，3wt％，5wt％，10wt％，15wt％和20wt％，每一种混合物在模具中进行模压，不施加任何磁场。这样获得的复合磁体的磁性列于表1中。
                        表1
  粘结剂含量(Wt％) 1.0 3.0 5.0 10 15 20
  Br(kG)   2.13   2.10   1.75   1.42   1.12   0.95
  Hc(kOe)   9.8   9.8   9.7   9.8   9.8   9.7
随后，将所制造出的每一种复合磁体加工成尺寸为7.0×10.0×1.5mm的样品，在4T的脉冲磁场中沿厚度方向进行磁化。用TOEL公司制造的TDF-5型的数字磁通量计，在25℃的温度下对每一个样品的磁通量进行测量。在对每一个样品进行测量之后，将其放入常温容器中，加热到50℃，保持在该温度1个小时。将复合磁体在作为惰性气体的Ar(氩气)中进行加热，以便消除由粘结磁粉末的氧化引起的永久性消磁。随后，将加热的复合磁体冷却到室温，再保持两个小时。然后，用上面描述的同样的方法测量每一个样品的磁通量。在每一种不同的条件下测量每一个样品的磁通量，即常温容器的温度从75℃开始以25℃的间隔变化到200℃。结果示于图3中。
图3所示的是当粘结剂的含量等于或者小于5wt％时，无论常温容器的温度在50℃至200℃之间如何变化，热消磁比率均很小，所以复合磁体很可靠。
因为当粘结剂含量小于5％时，B-H曲线的矫磁力bHc位于如图4A中所示的拐点之下，所以热消磁比率很小，而当粘结剂含量等于或者大于5wt％时，B-H曲线的矫磁力bHc位于如图4B中所示的拐点之上，所以磁体位于可逆的消磁区。这是因为粘结剂含量增加，导致具有较低导磁性的复合磁体的剩余磁化强度Br较低。因此，热消磁的效果在具有较低的剩余磁化强度Br的复合磁体中进行缓解。这些结果表明复合磁体的剩余磁化强度Br等于或者小于4000G。
下一步，为了获得作为如图2中所示的电感元件的样品，在EE型磁心(铁心)2的中央支腿之间的间距为1.5mm，该EE型磁心是用传统的MnZn系列铁心材料制成，具有7.5cm长的磁路和0.74cm2的有效面积。插入EE型磁心2的间隙中的复合磁体1是用四种复合磁体的每一种制成的，具有较小的热消磁比率，粘结剂含量等于或者大于5wt％。换句话说，将分别包含5wt％，10wt％，15wt％和20wt％的粘结剂的复合磁体用机械加工成1.5mm厚度的与EE型磁心2的中央支腿的横截面形状相同的样品，通过用脉冲导磁体施加4T的磁场，使复合磁体沿厚度方向进行磁化。这样，将制成的每一块复合磁体插入EE型磁心2的间隙中，提供一个或者多个绕组3来形成电感元件。用LCR表对所形成的电感元件的直流电流叠加特性进行重复测量5次，由磁心常数和绕组3的数量来计算导磁率μ。计算结果示于图5中。在图5中，水平轴表示叠加磁场Hm。另外，图5还显示了作为对比样品的没有插入EE磁心的间隙中的样品磁体的测量结果。
图5表明随着复合磁体中的粘结剂含量的增加，间隙中插入磁体的特性接近于没有插入磁体的对比样品的特性。这是因为粘结剂含量的增加导致剩余磁化强度Br降低。当粘结剂含量为20wt％时，与没有插入磁体的复合磁体相比较来说，在特性方面没有很大的改善。从该结果和表1中的结果很容易看出，剩余磁化强度Br至少为1000G。
从上面的结果和考虑热消磁特性和直流电流叠加特性可以看出，对于作为磁性偏置磁体的复合磁体来说，其剩余磁化强度Br的理想数值为1000G至4000G。
按照其它的实验结果，当矫磁力为等于或者大于0.9kOe时，在经过热处理之后，直流电流叠加特性很好。
为了证实复合磁体不会受由磁粉末的氧化而引起的永久性消磁的影响，磁体在经过热处理之后，又经受了脉冲磁化。随后，可以测量复合磁体的特性。结果发现，复合磁体表现出几乎与那些经受热处理之前的磁体相同的特性，不会受由于磁粉末的氧化而引起的永久性消磁的影响。从其它的实验还可以证实，当平均颗粒尺寸等于或者大于2.5μm时，没有由磁粉末的氧化而引起永久性消磁，而当平均颗粒尺寸等于或者小于50μm时，没有观察到铁损特性的退化。
可以通过将复合磁体插入在EE型磁心的中央支腿之间形成的间隙中来获得具有极好的直流电流叠加特性的磁心和电感元件，并且只有少量的热消磁，其中复合磁体包括颗粒尺寸为2.5μm至50μm的稀土磁粉末和等于或者大于5kOe的固有矫磁力以及等于或者大于300℃的居里温度Tc，1000G至4000G的剩余磁化强度Br，等于或者大于0.9kOe的矫磁力和等于或者大于1Ω.cm的电阻率。
(例2)
为了获得具有等于或者大于10kOe的固有矫磁力和等于或者大于500℃的居里温度Tc的磁粉末，在有机溶剂里用球磨机通过细磨将含有大约28MGOe的Sm2Co17系列的烧结磁体进行研磨碾压，从而获得平均颗粒尺寸为10μm的磁粉末。然后，将所获得的磁粉末与环氧树脂相混和作为一种粘结剂，其中为了制造出六种含不同粘结剂成分的复合磁体，所掺树脂的比例为1wt％，3wt％，5wt％，10wt％，15wt％和20wt％，将每一种混合物在种模具中进行模压，不施加任何磁场。这样获得的复合磁体的磁性列于表2中。
                            表2
  粘结剂含量(Wt％) 1.0 3.0 5.0 10 15 20
  Br(kG)   4.30   4.01   3.61   2.83   2.01   1.24
  Hc(kOe)   15.6   15.4   15.4   15.5   15.5   15.5
随后，将所制造出的每一种复合磁体加工成尺寸为7.0×10.0×1.5mm的样品，在4T的脉冲磁场中沿其厚度方向进行磁化。象例1一样，用TOEL公司制造的TDF-5型数字磁通量计，在室温(25℃)的温度下对每一个样品的磁通量进行测量。在对每一个样品进行测量之后，将其放入常温容器中，，加热到270℃，该温度等于软熔焊接工艺中的温度，并保持在该温度1个小时。将复合磁体在作为惰性气体的Ar(氩气)中进行加热，以便消除由粘结磁粉末的氧化而引起的永久性消磁。随后，将加热的复合磁体冷却到室温，再保持两个小时。然后，用上面描述的同样的方法测量每一个样品的磁通量。另外，由回流处理之前和之后所测量的磁通量来计算磁通量(或者热消磁比率)的降低率。结果示于表3中。
                        表3
  粘结剂含量(wt％)   1.0   3.0   5.0   10   15   20
  磁通量消磁率   4.30   4.01   3.61   2.83   2.01   1.24
表3表明，当粘结剂的含量等于或者小于5wt％时，即使经过软熔处理之后，热消磁比率仍然很小，从而致使复合磁体很可靠。其原因正如上面参照图4A和图4B在例1中所描述的。因此，热消磁的效果在具有较低剩余磁化强度的复合磁体中有效地进行缓解。这些结果还表明复合磁体的剩余磁化强度Br最好等于或者小于4000G。
下面，象例1一样，为了获得作为如图2中所示的电感元件的样品，在EE型磁心(铁心)2的中央支腿之间的间隙为1.5mm，该EE型磁心是用传统的MnZn系列铁心材料制成，具有7.5cm长的磁路和0.74cm2的有效面积。插入EE型磁心2的间隙中的复合磁体1是用四种复合磁体的每一种制成的，其热消磁比率小，粘结剂含量等于或者大于5wt％。换句话说，分别包含5wt％，10wt％，15wt％和20wt％的粘结剂的每一种复合磁体用机械加工成1.5mm的厚度与EE型磁心2的中央支腿的横截面形状相同的样品，通过用脉冲导磁体施加4T的磁场，使复合磁体沿厚度方向进行磁化。这样，将制成的每一块复合磁体插入EE型磁心2的间隙中，提供一个或者多个绕组3来形成电感元件。用LCR表对所形成的电感元件的直流电流叠加特性进行测量，由磁心常数和绕组3的数量来计算导磁率μ。计算结果示于图6中。在图6中，水平轴表示叠加磁场Hm。
在完成上述直流电流叠加特性的测量之后，将样品加热到270℃，在该温度保持一个小时，将其冷却到室温再保持两个小时。然后，再用LCR表测量直流电流叠加特性。结果也列于图6中。在EE型磁心的间隙中没有插入磁体的样品磁体的测量结果也作为对比样品示于图6中。
图6所示的特性曲线的形状与图4中相像，随着复合磁体中的粘结剂的含量的增加，接近于在间隙中没有插入磁体的对比样品的特性曲线。当粘结剂含量为20wt％时，与没有插入磁体的复合磁体相比较来说，在特性方面没有很大的改善。正如上面所提到的，这是因为粘结剂含量的增加导致剩余磁化强度Br的降低。从此结果和表2中的结果很容易看出剩余磁化强度Br至少为1000G。
从上面的结果和考虑热消磁特性和直流电流叠加特性可以看出对于作为磁化偏置磁体的复合磁体来说，其剩余磁化强度Br很理想的数值为1000G至4000G。
按照其它的实验结果，当矫磁力等于或者大于0.9kOe时，在经过软熔处理之后，直流电流叠加特性很好。
为了证实复合磁体不会受由磁粉末的氧化而引起的永久性消磁的影响，磁体在经过软熔处理之后，又经受了脉冲磁化。随后，可以测量复合磁体的特性。结果发现，复合磁体表现出几乎与经过热处理之前的磁体相同的特性，不会受由于磁粉末的氧化而引起的永久性消磁的影响。从其他的实验还可以证实，当平均颗粒尺寸等于或者大于2.5μm时，不会由于磁粉末的氧化而引起永久性消磁，而当平均颗粒尺寸等于或者小于50μm时，没有观察到铁损特性的退化。
可以通过将复合磁体插入在EE型磁心的中央支腿之间形成的间隙中获得具有极好的直流电流叠加特性的磁心和电感元件，其中复合磁体包括颗粒尺寸为2.5μm至50μm的稀土磁粉末，固有矫磁力等于或者大于10kOe，居里温度Tc等于或者大于500℃，剩余磁化强度Br为1000G至4000G，矫磁力等于或者大于0.9kOe，电阻率等于或者大于1Ω.cm。
(例3)
在表4所示的混合物中将每一种磁粉末和树脂相混合，通过模压和机械加工制造出0.5mm厚的样品(例如薄板磁体)。
                                表4
  样品   磁粉末   iHc(kOe)   混合物(wt.parts)
  树脂
  S-1   Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7   15   100
  芳香族聚酰胺树脂   -   100
  S-2   Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.55Zr0.029)7.7   15   100
  可溶解的聚酰胺树脂   -   100
  S-3   Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7   15   100
  环氧树脂   -   100
  S-4   Sm2Fe17N磁粉末   10   100
  芳香族聚酰胺树脂   -   100
  S-5   钡铁磁粉末   4.0   100
  聚丙烯树脂   -   100
  S-6   Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.0.29)7.7   15   100
  聚丙烯树脂   -   100
通过将相应的烧结材料进行研磨以制备Sm2Co17系列和铁粉末，通过还原扩散作用将氮渗入到Sm2Fe17粉末中制造出Sm2Fe17N粉末。粉末的平均颗粒尺寸大约为5μm。在300℃(聚酰胺)或者250℃(聚丙烯)的氩气中将芳香族聚酰胺树脂(6T酰胺纤维)或者聚丙烯树脂进行加热混合，用热压进行模压以制备样品。当将可溶解的聚酰胺树脂，γ-丁丙酯作为溶剂时，用离心消泡剂搅拌溶液5分钟以制备胶剂。通过采用医生的刀片的方法由胶剂制备出最终厚度为500μm的薄板，从而在干燥后通过热压制备样品。在环氧树脂作溶剂的情况下，在将树脂放入烧杯中进行搅拌和混合之后在适当的养护条件下，通过在钢模中进行模压制备样品。所有这些样品的电阻率等于或者大于0.1Ω.cm。
将每一块薄板磁体切割成具有象例1和例2一样的图1中所示的铁心的中央支腿的横剖面形状的薄片。该磁心为EE型磁心，是用传统的MnZn系列铁心材料制成，具有5.9cm长的磁路和0.74cm2的有效面积。在EE型磁心的中央支腿中加工出0.5mm的间隙。将按照上面所描述的方式制造出来的薄板磁体插入如图1中所示的间隙中，以获得图2中所示的电感元件。
在通过脉冲导磁体将磁体沿磁路方向进行磁化之后，在交替的磁场频率为100KHz的条件下，对直流电流叠加特性进行测量，用LCR表(由惠普公司制造的HP-4284A)在35Oe的直流电流叠加磁场下测量有效磁导率。很自然，将叠加电流施加到绕组3中，使直流电流叠加磁场的方向与磁体的磁化方向相反。
在270℃时将磁心放入软熔炉中保持30分钟，再在上面所描述的同样的条件下测量直流电流的叠加特性。
同样对间隙中没有插入磁体的磁心进行测量作为对比样品。在有效的磁导率为70μe时，其特性在软熔处理之前和之后没有变化。
测量的有效磁导率μe的结果示于表5中。样品S-2和S-4和对比样品的直流电流叠加特性有代表性地示于图7中。另外，对已经插入包含聚乙烯树脂的薄板磁体进行测量是不可能的，这是因为磁体已经明显变形。
                    表5
  样品   软熔处理前μe(在35Oe)   软熔处理后μe(在35Oe)
  S-1   140   130
  S-2   120   120
  S-3   140   120
  S-4   140   70
  S-5   90   70
  S-6   140   -
按照这些结果，钡铁复合磁体(样品S-5)的矫磁力的大小为4kOe。因此，可以考虑通过将相反的磁场施加于其上，使复合磁体沿相反的方向进行消磁或者磁化，从而引起直流电流叠加特性的退化。包括插入的Sm2Fe17N薄板磁体的磁心在经过软熔处理之后，在直流电流叠加特性方面还表现出极大的退化。相反，包括插入的Sm2Co17薄板磁体的磁心的矫磁力为等于或者大于10kOe，表明其特性没有退化，表现出非常稳定的特性。
从这些结果可以推测，由于钡铁薄板磁体的矫磁力较小，相反方向的磁场施加于，导致磁体消磁或者磁化，从而降低了直流电流的叠加特性。可以推测，由于470℃的SmFeN磁体的居里温度Tc较低，从而引起了热消磁，虽然矫磁力较高，但是其特性仍然由于与热消磁反方向的磁场的作用导致的消磁的合成效果而降低。因此，很清楚，在将该薄板磁体插入磁心时，为了获得极好的直流电流叠加特性，矫磁力等于或者大于10kOe和居里温度Tc等于或者大于500℃是必要的。
除了在本例中描述的那些薄板磁体之外，也就是说，采用由从聚乙烯亚硫酸，硅铜，聚酯纤维和液体聚合物树脂中进行选择的树脂制成的薄板磁体能够保证可以获得在本例中所说的同样的效果，虽然在本实施例中并没有具体描述。
(例4)
在用压缩拌合机将例3中使用的Sm2Co17系列磁粉末与可溶解的聚酰亚胺树脂相混合后，将该混合物在离心消泡剂中用行星混和机进行搅拌5分钟，使之稀释和混合，以制备胶剂。通过采用刮片方法由胶剂经过干燥之后制备最终厚度大约为500μm的薄板。干燥之后，经过机械加工成0.5mm之后，通过热压制备薄的磁体样品。调整聚酰亚胺-亚胺树脂的含量，使之具有表6中所示的0.06，0.1，0.2，0.5或者1.0Ω.cm的电阻率。将每一块薄板磁体切割成具有象例3所示的铁心的中央支腿的横剖面形状的薄片。
                                表6
  样品   磁粉末   树脂含量(vol％)   电阻率(Ω.cm)   铁损(Kw/m3)
  S-1 Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.09)7.7   25   0.06   1250
  S-2   30   0.1   680
  S-3   35   0.2   600
  S-4   40   0.5   530
  S-5   50   1.0   540
将按照上面的描述所制造的薄板磁体插入象例3中的具有0.5mm间隙的EE型磁心中，磁体通过脉冲导磁体进行磁化。在室温下采用LWATSU电气公司制造的SY-8232交流BH扫描仪在300KHZ和0.1的条件下T对这些铁损进行测量。在这些测量中使用同样的铁心，将磁体放入那些具有不同电阻率的磁体中，以更测量铁损的特性。
结果示于表6中。作为对比样品，在间隙中没有放入磁体的EE磁心的铁损为520Kw/m2，这是在同样的测量条件下进行的。按照表6，使用电阻率等于或者大于0.1Ω.cm的磁体的磁心，其铁损性能极好。这样就使我们认为使用具有较高电阻率的薄板磁体可以抑制涡流。

Claims (3)

1、一种在其磁路上具有至少一个磁间隙的磁心，所说的磁心包括放置于用于从磁间隙的相对端向磁心提供磁偏置的磁间隙中的磁偏置磁体，其特征在于：
所说的磁性偏置磁体包括复合磁体，该复合磁体包括稀土磁粉末和树脂粘结剂，所说的颗粒尺寸为2.5μm～45μm的稀土磁粉末具有5kOe或以上的固有矫磁力，300℃或以上的居里温度Tc，0.1Ω.cm或以上的电阻率，1000G至4000G的剩余磁化强度Br以及等于或者大于0.9kOe的B-H曲线的矫磁力bHc。
2、按照权利要求1所述的磁心，其特征在于：
所说的固有矫磁力是10kOe或以上，所说的居里温度Tc是500℃或以上，所说的电阻率是1Ω.cm或以上。
3、一种包括权利要求1和2任何一项所述的磁心的电感元件，其特征在于：具有至少一个缠绕于所说的磁心上的绕组。
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