非晶合金主要分为铁基非晶合金、铁-镍基非晶合金、钴基非晶合金、铁基纳米晶合金等。
1、铁基非晶合金,主要元素是铁、硅、硼、碳、磷等。它们的特点是磁性强(饱和磁感应强度可达1.4T-1.7T)、软磁性能优于硅钢片,价格便宜,适合替代硅钢片,作为中低频变压器和电感器铁心(一般在15千赫兹以下)。2、铁-镍基非晶合金,主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成,它们的磁性比较弱(饱和磁感应强度大约为1T以下),价格较贵,但导磁率比较高,可以代替硅钢片或者坡莫合金,用作高要求的中低频变压器铁心。3、钴基非晶合金,由钴和硅、硼等组成,有时为了获得某些特殊的性能还添加其它元素,由于含钴,它们价格很贵,磁性较弱(饱和磁感应强度一般在1T以下),但导磁率高,一般用在要求严格的军工电源中的变压器、电感器等。4、铁基纳米晶合金(超微晶合金),由铁、硅、硼和少量的铜、钼、铌等组成。它们首先被制成非晶带材,然后经过适当退火,形成纳米晶和非晶的混合组织。这种材料虽然便宜,但磁性能极好,几乎能够和钴基非晶合金相媲美,是高频变压器、互感器、电感器的理想材料,也是坡莫合金和铁氧体的换代产品。
非晶合金变压器是用非晶合金制作铁芯而成的变压器,它比硅钢片作铁芯变压器的空载损耗(指变压器次级开路时,在初级测得的功率损耗)下降80%左右,空载电流(变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流)下降约85%,是目前节能效果较理想的配电变压器,特别适用于农村电网和发展中地区等配变利用率较低的地方。
非晶合金变压器可以是采用油绝缘的油浸式变压器,也可以是采用环氧树脂等材料来绝缘的干式变压器。
非晶合金变压器主要优点 :
1.非晶合金带材的厚度比冷轧取向硅钢片的厚度低一个数量级,电阻率比冷轧硅钢高2~3倍,有利于减少涡流损耗。因此用非晶合金制成的铁心,它的涡流损耗比冷轧取向硅钢片制成的铁心要小很多。
2.非晶合金材料的单位铁损低于硅钢材料,矫顽力又是冷轧取向硅钢片的1/7左右。由于非晶合金材料是各向同性的软磁材料,不存在晶体结构,因此具有高导磁率,矫顽力小等特点。
3.制造工艺简单并节能环保。传统的冷轧取向硅钢片,从炼钢、浇铸、钢锭精轧、剪切到成品,经历十多个环节,工艺繁杂,耗能高且污染环境。而非晶合金带材的制造是在炼钢之后直接喷带,仅需一步就制造出带材成品,工艺简单,节约能源,并且制造过程无污染排放,实现了绿色制造。
非晶合金变压器主要缺点
1.非晶合金的饱和磁感应强度比冷轧取向硅钢片低,采用非晶合金铁心的变压器比冷轧取向硅钢片变压器体积大,导致了耗材多,成本高。
2.非晶合金材料的硬度约是硅钢材料的近5倍,且脆性大,常温下剪切,边缘易出现碎裂、变形和起层现象。
3.非晶合金会产生磁致伸缩,会直接影响非晶合金变压器噪声水平。