2024年5月20日发(作者：仉韦柔)
电磁铁的铁芯为什么应选用软铁而不用钢？
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电磁铁的铁芯为什么应选用软铁而不用钢？这是因为电磁铁要求其磁性强弱随着通入
电流大小的变化而发生明显变化。软铁属软磁体，被磁化后磁性很容易消失；而钢是硬磁
体，通电后会磁化成为永磁体，用钢作铁芯的电磁铁，其磁性强弱随电流大小的变化就不
明显了。
电工软铁的Ms（最大磁化强度）较大,Ms越大，则电磁铁能产生的饱和磁感应强度
就越大，因此，软铁铁芯电磁铁产生的磁力大于一般材料如钢、硅钢、坡莫合金等做铁芯
的。
软磁材料是指剩磁和矫顽力均很小的铁磁材料，如硅钢片、纯铁等。特点是易磁化、
易去磁且磁滞回线较窄。软磁材料常用来制作电机、变压器、电磁铁等电器的铁心。
软磁材料易于磁化，也易于退磁，广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁
材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。软磁材料种类繁多，通常按成分分为：
①纯铁和低碳钢。含碳量低于0.04％，包括电磁纯铁、电解铁和羰基铁。其特点是饱
和磁化强度高，价格低廉，加工性能好；但其电阻率低、在交变磁场下涡流损耗大，只适
于静态下使用，如制造电磁铁芯、极靴、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩等。
②铁硅系合金。含硅量 0.5％ ～ 4.8％，一般制成薄板使用，俗称硅钢片。在纯铁中
加入硅后，可消除磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象。随着硅含量增加，热导率降
低，脆性增加，饱和磁化强度下降，但其电阻率和磁导率高，矫顽力和涡流损耗减小，从
而可应用到交流领域，制造电机、变压器、继电器、互感器等的铁芯。
③铁铝系合金 。含铝6％～16％，具有较好的软磁性能，磁导率和电阻率高，硬度
高、耐磨性好，但性脆，主要用于制造小型变压器、磁放大器、继电器等的铁芯和磁头、
超声换能器等。
④铁硅铝系合金。在二元铁铝合金中加入硅获得。其硬度、饱和磁感应强度、磁导率
和电阻率都较高。缺点是磁性能对成分起伏敏感，脆性大，加工性能差。主要用于音频和
视频磁头。
⑤镍铁系合金。镍含量30％～90％，又称坡莫合金，通过合金化元素配比和适当工
艺，可控制磁性能，获得高导磁、恒导磁、矩磁等软磁材料。其塑性高，对应力较敏感，
可用作脉冲变压器材料、电感铁芯和功能磁性材料。
⑥铁钴系合金。钴含量27％～50％。具有较高的饱和磁化强度，电阻率低。适于制
造极靴、电机转子和定子、小型变压器铁芯等。
⑦软磁铁氧体。非金属亚铁磁性软磁材料。电阻率高（10-2～1010Ω·m ），饱和磁
化强度比金属低，价格低廉，广泛用作电感元件和变压器元件（见铁氧体）。
⑧非晶态软磁合金。一种无长程有序、无晶粒合金，又称金属玻璃，或称非晶金属。
其磁导率和电阻率高，矫顽力小，对应力不敏感，不存在由晶体结构引起的磁晶各向异性，
具有耐蚀和高强度等特点。此外，其居里点比晶态软磁材料低得多，电能损耗大为降低，
是一种正在开发利用的新型软磁材料。
⑨超微晶软磁合金。20世纪80年代发现的一种软磁材料。由小于50纳米左右的结
晶相和非晶态的晶界相组成，具有比晶态和非晶态合金更好的综合性能，不仅磁导率高、
矫顽力低、铁损耗小，且饱和磁感应强度高、稳定性好。现主要研究的是铁基超微晶合金。
软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对
应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。
矩形比：Br∕Bs
矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力
等）。
磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、
脉冲磁导率μp。
居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消
失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ 降
低，
磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚
度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为：
总功率耗散（mW）/表面积（cm2）
软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换
在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电
压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并
拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确
选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状
态得到相应的电气参数。
磁性材料是一种重要的电子材料。早期的磁性材料主要采用金属及合金系统，随着生
产的发展，在电力工业、电讯工程及高频无线电技术等方面，迫切要求提供一种具有很高
电阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁铁矿及其他具有磁性的氧化物的基础上，研制出
了一种新型磁性材料——铁氧体。铁氧体属于氧化物系统的磁性材料，是以氧化铁和其他
铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物，可用于制造能量转换、传输和信息
存储的各种功能器件。
铁氧体磁性材料按其晶体结构可分为：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型
（R3Fe5O12）；磁铅石型（MFe12O19）；钙钛矿型（MFeO3）。其中M指离子半径
与Fe2＋相近的二价金属离子，R为稀土元素。按铁氧体的用途不同，又可分为软磁、硬
磁、矩磁和压磁等几类。
软磁材料是指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料。有实用价值的软
磁铁氧体主要是锰锌铁氧体Mn－ZnFe2O4和镍锌铁氧体Ni－ZnFeO4。软磁铁氧体的
晶体结构一般都是立方晶系尖晶石型，这是目前各种铁氧体中用途较广，数量较大，品种
较多，产值较高的一种材料。主要用作各种电感元件，如滤波器、变压器及天线的磁性和
磁带录音、录像的磁头。
2024年5月20日发(作者：仉韦柔)
电磁铁的铁芯为什么应选用软铁而不用钢？
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电磁铁的铁芯为什么应选用软铁而不用钢？这是因为电磁铁要求其磁性强弱随着通入
电流大小的变化而发生明显变化。软铁属软磁体，被磁化后磁性很容易消失；而钢是硬磁
体，通电后会磁化成为永磁体，用钢作铁芯的电磁铁，其磁性强弱随电流大小的变化就不
明显了。
电工软铁的Ms（最大磁化强度）较大,Ms越大，则电磁铁能产生的饱和磁感应强度
就越大，因此，软铁铁芯电磁铁产生的磁力大于一般材料如钢、硅钢、坡莫合金等做铁芯
的。
软磁材料是指剩磁和矫顽力均很小的铁磁材料，如硅钢片、纯铁等。特点是易磁化、
易去磁且磁滞回线较窄。软磁材料常用来制作电机、变压器、电磁铁等电器的铁心。
软磁材料易于磁化，也易于退磁，广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁
材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。软磁材料种类繁多，通常按成分分为：
①纯铁和低碳钢。含碳量低于0.04％，包括电磁纯铁、电解铁和羰基铁。其特点是饱
和磁化强度高，价格低廉，加工性能好；但其电阻率低、在交变磁场下涡流损耗大，只适
于静态下使用，如制造电磁铁芯、极靴、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩等。
②铁硅系合金。含硅量 0.5％ ～ 4.8％，一般制成薄板使用，俗称硅钢片。在纯铁中
加入硅后，可消除磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象。随着硅含量增加，热导率降
低，脆性增加，饱和磁化强度下降，但其电阻率和磁导率高，矫顽力和涡流损耗减小，从
而可应用到交流领域，制造电机、变压器、继电器、互感器等的铁芯。
③铁铝系合金 。含铝6％～16％，具有较好的软磁性能，磁导率和电阻率高，硬度
高、耐磨性好，但性脆，主要用于制造小型变压器、磁放大器、继电器等的铁芯和磁头、
超声换能器等。
④铁硅铝系合金。在二元铁铝合金中加入硅获得。其硬度、饱和磁感应强度、磁导率
和电阻率都较高。缺点是磁性能对成分起伏敏感，脆性大，加工性能差。主要用于音频和
视频磁头。
⑤镍铁系合金。镍含量30％～90％，又称坡莫合金，通过合金化元素配比和适当工
艺，可控制磁性能，获得高导磁、恒导磁、矩磁等软磁材料。其塑性高，对应力较敏感，
可用作脉冲变压器材料、电感铁芯和功能磁性材料。
⑥铁钴系合金。钴含量27％～50％。具有较高的饱和磁化强度，电阻率低。适于制
造极靴、电机转子和定子、小型变压器铁芯等。
⑦软磁铁氧体。非金属亚铁磁性软磁材料。电阻率高（10-2～1010Ω·m ），饱和磁
化强度比金属低，价格低廉，广泛用作电感元件和变压器元件（见铁氧体）。
⑧非晶态软磁合金。一种无长程有序、无晶粒合金，又称金属玻璃，或称非晶金属。
其磁导率和电阻率高，矫顽力小，对应力不敏感，不存在由晶体结构引起的磁晶各向异性，
具有耐蚀和高强度等特点。此外，其居里点比晶态软磁材料低得多，电能损耗大为降低，
是一种正在开发利用的新型软磁材料。
⑨超微晶软磁合金。20世纪80年代发现的一种软磁材料。由小于50纳米左右的结
晶相和非晶态的晶界相组成，具有比晶态和非晶态合金更好的综合性能，不仅磁导率高、
矫顽力低、铁损耗小，且饱和磁感应强度高、稳定性好。现主要研究的是铁基超微晶合金。
软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对
应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。
矩形比：Br∕Bs
矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力
等）。
磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、
脉冲磁导率μp。
居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消
失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ 降
低，
磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚
度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为：
总功率耗散（mW）/表面积（cm2）
软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换
在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电
压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并
拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确
选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状
态得到相应的电气参数。
磁性材料是一种重要的电子材料。早期的磁性材料主要采用金属及合金系统，随着生
产的发展，在电力工业、电讯工程及高频无线电技术等方面，迫切要求提供一种具有很高
电阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁铁矿及其他具有磁性的氧化物的基础上，研制出
了一种新型磁性材料——铁氧体。铁氧体属于氧化物系统的磁性材料，是以氧化铁和其他
铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物，可用于制造能量转换、传输和信息
存储的各种功能器件。
铁氧体磁性材料按其晶体结构可分为：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型
（R3Fe5O12）；磁铅石型（MFe12O19）；钙钛矿型（MFeO3）。其中M指离子半径
与Fe2＋相近的二价金属离子，R为稀土元素。按铁氧体的用途不同，又可分为软磁、硬
磁、矩磁和压磁等几类。
软磁材料是指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料。有实用价值的软
磁铁氧体主要是锰锌铁氧体Mn－ZnFe2O4和镍锌铁氧体Ni－ZnFeO4。软磁铁氧体的
晶体结构一般都是立方晶系尖晶石型，这是目前各种铁氧体中用途较广，数量较大，品种
较多，产值较高的一种材料。主要用作各种电感元件，如滤波器、变压器及天线的磁性和
磁带录音、录像的磁头。