磁电复合线材磁热效应的计算与分析

D0I:10.13374/j.issn1001053x.1998.01.016 第20卷第1期 北京科技大学学报 Vol.20 No.I 1998年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.1998 磁电复合线材磁热效应的计算与分析 高小玫周寿增张茂才高学绪乔神 王润 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要推导并分析了磁与电复合的线材（柱、管、片状）样品的磁热功率P的表达式.涡流功率可分 解为与磁、电特性和样品尺寸相关，以及与磁、电复合结构（因子平）和样品形状（因子）相关的两 大部分，分析表明导体层厚度越薄，导体对样品磁热的贡献越大Ψ的最大值为0.5， 关键词磁电复合线；磁热效应；形状因子：结构因子 分类号TG132.2 在稍低于居里温度(T)时，在交变场中磁化状态变化引起的磁热效应有着它潜在的应用 价值.如：用于医学上实现一些医疗控制；高压输电线利用覆于电线表面的铁磁材料产生的磁 热效应可防覆冰~.目前研究磁热材料还处在起步阶段，理论和实验方面的基础研究工作 报导很少.防覆冰应用要求有较大的磁热效应，一般采用磁体外覆良导体的磁电复合线材结 构，但是对磁与电（导体）材料的复合（以下简称磁电复合）结构，如磁芯的尺寸、导体层的厚度 如何影响磁热效应，缺乏较深入和细致的理论分析.本文针对防覆冰应用，推导出磁热复合线 材在工频、低场(2.4~6.4kAWm)下的磁热功率（发热量）表达式，分析了影响磁热功率的各种 因素.它对磁电复合线材磁电复合结构的研究有着重要的意义， 1磁电复合线材发热量的计算 磁电复合发热线是以铁磁性材料作内芯（磁芯）、其表面覆良导体材料（导体层）所制成的 线材.所计算的发热量，是指发热线在垂直于其横截面的均匀交变弱磁场(H=HcOsωt)中， 由于磁芯感应出的强磁性(B=Bcos(ωt一d))而产生的三部分热量：1)磁芯产生的磁滞热 P;2)磁芯产生的涡流热Pm;3)导体层产生的涡流热P。 磁滞热功率P与样品形状无关.设磁芯静态磁滞回线面积为S,交变场频率为6磁芯材 料密度为d,单位质量的磁滞热功率P,则 Pa=S·f1dm (1) 1.1柱（管）状磁电复合样品 设柱状磁电复合样品长度为1，它由半径为α的铁磁芯、外敷厚度为b的良导体层组 成.有2种情况：一种为实心柱状（简称柱状样品），一种为空心管状（内径为a,外径为a,简 称管状样品)，见图1.因为导体层质量在整个复合样品中所占的比例很小，所以取磁芯的密 度d近似表示样品的密度，根据电磁感应定律，并按图2所示的样品截面及单位积分回路进 行计算，推导出单位质量的涡流磁热功率表达式： 1997-11-04收稿高小玫女，35岁，博士周寿增男，62岁，教授.博导 国家自然科学基金资助课题

第2 0卷 1 9 9 8年 第 1期 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r n a l o f U n i v e r s i t y o f Sc i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e ij i n g V o l 一 2 0 N o . l F e b . 1 9 9 8 _ _ … ` . ` 二 “ 。 . . - … ` . ~ ~ . ` 。 . _ * 磁 电复合线材磁热效应 的 计算与分析 高小 玫 周 寿增 张茂才 高学绪 乔 伟 王 润 北京科技大学材料科学与 工 程 学院 . 北京 10 0 0 8 3 摘要 推 导并分析 了磁 与电复合的线材 (柱 、 管 、 片状 )样 品的磁 热功率 尸 的表达式 . 涡流功率可 分 解 为与磁 、 电特 性和 样 品尺 寸相 关 , 以 及与磁 、 电复合结构 ( 因子 里 )和 样 品形 状 ( 因子 , )相 关的两 大部分 . 分析表 明导体层厚度越薄 , 导体对样 品磁热 的贡献越大 . 尹的最大值 为 0 . 5 . 关健 词 磁电复合线 ; 磁热效应; 形状因 子 ; 结构 因子 分类号 T G 1 3 2 . 2 在 稍低 于 居 里 温度 (兀) 时 , 在交 变 场 中磁化 状 态变化 引 起 的磁 热 效应 有着 它 潜在 的应用 价值 . 如 : 用于 医学上 实现 一些 医 疗控制 ; 高压 输 电线利 用覆 于 电线表 面的铁 磁材料 产生 的磁 热效应可 防搜 冰 1 一 4] . 目前 研究 磁热材 料还 处在 起 步 阶段 , 理 论 和实 验方 面 的基 础研究 工作 报导很少 . 防覆 冰应 用要 求有 较大 的磁热效 应 , 一 般采 用磁 体外 覆 良导体的磁 电复合线材结 构 . 但是 对磁与 电 (导体)材 料 的复合 (以 下 简称磁 电复合)结构 , 如磁 芯的 尺寸 、 导体层 的厚度 如何影 响磁 热效应 , 缺乏 较深人 和细 致 的理 论分 析 . 本 文针 对防覆 冰应用 , 推 导出磁热复合线 材 在 工 频 、 低 场 ( .2 4 一 .6 4 ik 叼m ) 下的磁 热 功率 (发 热量 ) 表 达 式 , 分 析 了影 响磁 热功 率的各 种 因 素 . 它 对磁 电复 合线材 磁 电复合结 构 的研 究有 着重要 的意义 . 1 磁电复合线材发热量 的计算 磁 电复合发 热线是 以铁磁性 材料作 内芯 (磁芯 ) 、 其表 面覆 良导体材料 (导体层 ) 所制 成的 线材 . 所计算的 发热量 , 是指 发 热线在 垂直 于其横截 面 的均匀 交变 弱磁 场 ( H , 牙 I` 05 0 0 中 , 由于 磁芯 感应出 的强 磁 性 ( 云二 凡c os (叫 一 6) ) 而 产生 的三 部分热 量 : l ) 磁芯 产生 的磁滞热 件 2) 磁芯产 生 的涡流 热 mP ; 3) 导体层产 生的 涡流热 eP . 磁滞热功率 尺 与样 品 形状无 关 . 设磁 芯静态磁滞 回线面积为 S, 交变 场频率为 不磁 芯材 料密 度 为 dm , 单位 质量 的磁 滞热 功率 凡 , 则 尺 = .5 f/ dm ( l) 1 . 1 柱 (管 )状磁 电复合 样品 设柱 状磁 电复合 样 品 长 度 为 l , 它 由半 径 为 a 的 铁 磁 芯 、 外 敷 厚 度 为 b 的 良导体层 组 成 . 有 2 种 情 况 : 一 种为 实 心柱 状 (简称柱 状 样 品 ) , 一种 为 空心 管状 (内径 为 。 , , 外径 为 a Z , 简 称 管状样 品 ) , 见 图 1 . 因为 导体层 质 量 在整 个 复合样 品 中所 占的 比例 很小 , 所 以 取 磁 芯的 密 度 dm 近似 表示 样 品 的密度 . 根 据 电磁 感 应定律 , 并按 图 2 所示 的样 品截面及单位积分回路进 行 计算 , 推 导 出单位 质量 的 涡流磁 热功 率表 达式 : 19 97 。 1 一4 收稿 高小玫 女 . 35 岁 , 博士 周寿 增 男 , 62 岁 , 教授 , 博导 国家 自然科学 基金资助课题 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1998. 01. 016

Vol.20 No.I 高小玫等：磁电复合线材热效应的计算与分析 ·73· (a) (b) (a) (b) H 良守体 磁芯 磁心 图1柱状磁电复合线结构 图2柱状截面示意图 (a)柱状样品b)管状样品 (a)截面(b)x单位积分回路 πfRa2 柱状样品，磁芯： P在 Pmdm 4 (2) πfRa2 ailna+b 导体层： P= Pedm (b2+2ab) (3) 管状样品，磁芯： nfB(a+a)1 Pm管= Pmdm 4 (4) az+b In r a, 导体层： ·a'b2+2a,b (5) Pedm 其中：B,为磁芯磁感应强度的幅值；PmP.分别是磁芯、导体的电阻率， 1.2片状复合样品 片状样品是指长度方向()与外场平行，其截面为矩形，内为铁磁芯（截面21×21，），外覆 厚度为b的导体层样品截面及所取单位积分回路见图3.得到单位质量的涡流热功率： (a) 图3片状样品截面示意图.(a)截面，b)单位积分回路 片状样品，磁芯： 元fR45 5 Pm片= pdn 2(+ (6) fB华 5 +2+2b 导体层： P片 (7) Pedm b(1+t+b) 1+马 13样品的总磁热功率 将各部分热功率相加，可得各种样品的总磁热功率：

V o l2 0 N O . l 高小 玫等 :磁电复合线材热效应的计算 与分析 f泊 (b) ( a) (b) 图 1 柱状磁电复合线结构 (a ) 柱状样 品 伪 ) 管状样 品 图 2 柱状截面示意图 (a ) 截面 ( b ) 洋位积分回 路 、 , 矛、产. 、 , 了 ù, ,J 4 了、. 柱 、 、. 状样品 , 磁芯 : 导体层 : 二 了 ,呱 a Z I P m dm 4 二犷 ,冷 , a , l a + b 了于一一一一 a 户 c dm ( b , + Z a b ) 一4l 管状样 品 , 磁 芯 : mP 管 二 了 ,呱( a ; + a { ) P m dm 导体层 : 二 沪呱 P e dm a : 其 中 : 气 为磁 芯磁 感应 强度 的幅值 ; p m , cP 分 别是 磁芯 、 L Z 片状复合样品 卜户二竺 a 2 乃 2 + Z a Z b 导 体的 电阻率 . ( 5) 磁 柱管 尸 。 P e 片状样 品是 指 长度 方 向 (l) 与外 场平行 , 其截面 为矩 形 , 内为铁 磁芯 (截 面 2t , x Z几) , 外覆 厚度 为 b 的导体层 . 样 品 截 面及所取单 位积分 回路 见 图 3 . 得到 单位 质量 的涡流 热功 率 : 一 }节} 等“几 / / lt ( 价 图 3 片状样品截面示意 图 . (a) 截面 , 伪)单位气积分 回路 片状 样 品 , 磁 芯 : 凡 片 二了 2呱 t ,几 P m dm t l气 2 (叮+ 烤) (6 ) 导体层 : 尺片 7T丫 2礁 t l几 P c dm t l几 b ( t l + 几+ b ) t ; + 12 + Zb It 一一一一一一一一一一 t l + 2t ( 7 ) 3 样品 的总磁热功率 将各部 分热 功 率相 加 , 可得 各种样 品的总磁 热功 率 :

·74· 北京科技大学学报 1998年第1期 Ing+b =S·f,.2+.a9 P= dn 4pmdm Pedm (8) a+b az 0b2+2a,b (9) dm 4pmd Sf,fB民.话f民. 华 ,4+5+2b P=d+2pd7+2pd`b4+6+) (10) 4+5 以上各式中各参数的单位为：B为(T);S为(J/m);f为(Hz);a,a,a2,b,,2为(m)；d为 (kgm)p为(Q·m),P为(Wkg). 2对磁热功率的分析 分析式(2)~式(7)，发现各种形状样品的磁热功率都可以分解为和磁层与电层的性能 (Bp)、尺寸参数(a,,)相关以及与磁、电层厚度、形状相关的两大部分.6个公式的磁层与 电层尺寸部分有着相同的表达形式（πf5)/(d)(对柱状截面4=5=a),在频率一定 的情况下，磁芯的B和截面积越大、磁芯密度dm和材料电阻率越小，磁电尺寸部分就对总 磁热的贡献越大.下面分析磁电复合结构和形状对磁热功率的影响， 2.1结构因子和形状因子 对柱状、管状和片状样品的导体涡流功率公式分别用k=ba,eb/a,和k=2b/(t,+t,) 作变换，可以将式(3)，(5)和(7)3式分别表示为： Pt=πf2武a2.平1p.dm (11) Pw=fRa.Ψ1pdn (12) P片=πf武5·n。·平1pdn (13) 其中： 平=ln(1+)/2+;n.=44/(G+t)2 (14) k表征了导体层的相对厚度；平是与磁、电层复合结构有关的系数，称其为结构因子，它是 导体层相对厚度k的函数；？，是与样品形状有关的系数，因为它表达的是形状对导体层磁热 效应的贡献，所以称其为导体形状因子.Y和都是量纲为一的系数.磁芯的磁热功率，只有形 状的贡献，由式(2)，(4)，(6)可得磁芯形状因子： 刀m柱=刃m管=1nm片={5/2(G+) (15) 2.2导体层厚度对磁热效应的影响 一般认为k应该有一个最佳值，使得平最大，从而导体层对总磁热的贡献最大.但从式 (14)平与k的关系见图4，平随k是单调变化的，平的极值 0.6 在k趋近于0处，即随k的增大，平只会减小.这意味着从 理论上讲，导体层相对厚度并非越大越好，也没有厚度 0.4 的最佳值.就是说导体层对磁热贡献的关键在于有与无 0.2 之别：只要存在导体层，就产生导体的祸流效应，且导体 0 层越薄对磁热的贡献越大.计算表明，当寻体层厚度是 0 10 磁芯半径的5倍时，Y已接近零，不再有涡流效应.k在 k 图4导体层厚度相对系数k与平的关系

北 京 科 技 大 学 学 报 19 9 8年 第 l期 几 二 万 ~ “ m f 一 7T 沪黑 + 不二可 ’ a Z + 二 丫吸 P c md a + b 1爹 se 一一一 a b Z + Z a b ( 8) 几 = S · f = — + 心 S · f md + 二 丫吸 不二可 ’ ( a 三+ “ 不) + Tt 沪黑 P e md 1 1含竺 一 4 再沐 ( 9 ) 凡 二 . 丫风 《 瓦忑 . 不又 + 以上 各 式 中各 参数 的 单位 为 : 凡 为 ()T ( k创m 3 ) ; p为 (Q · m ) , p 为 (w 瓜g ) . tT 了 ,吸 , l 2t p o dm b ( t : + 几+ b ) ; S 为 佃 m , ) ; f 为 (比 ) l扩二竺三全 t : + 2t a , a l , a Z , b , r , , 几为 ( m ) ( 10 ) ; d 为 2 对磁热功率的分析 分 析式 ( 2) ~ 式 ( 7) , 发 现各种 形 状样 品的磁 热 功 率都可 以 分解 为 和磁 层 与 电层 的性 能 (凡 , 川 、 尺寸参 数 a( , t : , tz) 相 关 以 及 与磁 、 电层厚度 、 形状相 关的两 大部分 . 6 个公 式 的磁层与 电层尺 寸部 分有着 相 同的表 达形 式 ( 二了 2嵘 t . tz) / c(r dm ) (对柱 状截 面 t一 几= a) , 在频率一定 的情况下 , 磁芯 的 气 和截面 积越 大 、 磁 芯 密度 d 。 和材料电阻 黝越小 , 磁 电尺 寸部分就对总 磁 热 的贡 献越大 . 下 面 分析磁 电复 合结 构和 形状对磁热 功率的影 响 . 2 . 1 结构因子和形状因子 对柱 状 、 管状和 片状样品 的导体涡流功 率公 式分别 用 k = ba/ , 卜 b a/ 2 和 k 二 Zb/ (t 1 + t Z ) 作变换 , 可 以 将式 ( 3 ) , ( 5) 和 ( 7) 3 式分 别表 示 为 : 尺。 = 二 了 2风 a Z · 平 / p ` dm ( 1 1) 尺, = 二 犷 2嵘 a ; · 萝 / cP dm (l 2) 尺片 = 二 了 ,吸 , l tZ · , 。 · 梦 / p C dm ( 13 ) 其中 : 梦 = l (n l + k) / k( 2 + k) ; 。 。 = 4 r l t , / ( r , + 几) , ( 14 ) k 表 征 了 导体层 的相 对厚度 ; 梦是 与磁 、 电层复合结 构有 关 的系数 , 称 其 为结构 因子 , 它是 导体层相 对厚度 k 的函 数; 刀 。 是 与 样 品形 状 有关的 系数 , 因为 它 表达 的是 形状 对导体层磁 热 效应 的贡 献 , 所 以 称其为 导体形状 因子 . 萝和刀都是 量 纲为一 的系数 . 磁芯 的磁 热功率 , 只有形 状的贡 献 , 由式 ( 2) , (4) , ( 6) 可得 磁芯 形状因子 : 粉m 。 = 刀m , = l ; 粉m 片 = `.几 / 2 (叮 + 咭) ( 15 ) 2 . 2 导体层 厚度对磁热效应 的影响 一 般 认 为 k 应该 有 一 个最 佳 值 , 使 得 梦最大 , 从 而 导体层 对 总 磁 热 的贡 献 最 大 . 但 从 式 ( 14 ) 萝与 k 的关 系见 图 4 , 梦随 k 是 单调 变化 的 , 萝的极 值 在 k 趋近 于 0 处 , 即随 k 的增大 , 平只会 减小 . 这意 味 着从 理 论上讲 , 导体层 相 对厚 度 并 非 越 大 越 好 , 也 没 有 厚 度 的最佳值 . 就是 说 导体层 对磁 热贡献的 关键在 于 有 与无 之别 : 只要 存在 导体层 , 就 产 生 导体的 涡流 效应 , 且 导体 层 越 薄对磁 热 的 贡 献 越 大 . 计算表明 , 当导 体层 厚 度 是 忿 卜 磁 芯半径 的 5 倍 时 , 甲 已 接近 零 , 不 再 有 涡 流 效应 . k 在 _ . 口J 4 狡一 导体层厚度相对系数k与犷的关系

Vol.20 No.I 高小玫等：磁电复合线材热效应的计算与分析 ·75· 0.001~0.1范围变化，Y的变化为，里o1≈0.5，平≈0.45.因此可以认为若磁芯半径为1mm, 导体厚度在1~100μm范围时，所产生的磁热变化不大， 在实际应用中，还应该考虑导体表面因环境的作用而发生的变化.如铝是自然钝化趋势 非常大的元素，它在空气中的钝化膜层有时可厚达200~300μm,已具有明显的欧姆电 阻因此导体层的厚度不能只强调薄，具体应用时应计人可能产生的纯化膜影响. 2.3形状的影响 从式(14)和式(15)可看出，片状样品的磁热功率还受片厚度的影响，它反映在)上，可由 该式计算.设t=3mm,n随厚度t,的变化如图5所示. 从图5可以很明显地看出n有极大值.磁芯的nm和导体的n都落在；，=马，=3mm上.这证 明了正方形截面的形状对磁热效应的贡献最大.从图5a,b的数值上看，nm=l, 7m=1/4,又一次说明导体部分比磁芯部分对磁热的贡献大. 0.3a b 0.2 黑 0.5 0.1 0 5 10 0 6 8 f/mm t/mm 图5形状因子n随片状样品厚度的变化.(a)磁芯()：(b)导体(7) 柱状和管状样品，尽管都是圆柱状，其磁热功率（特别是磁芯的祸流效应）的表达式却有 着明显区别.从式(2)和式(4)比较发现，在相同外径尺寸下，柱状样品，磁芯的祸流功率与尺 寸相关的系数是a,而管状样品此系数为(a+a).这意味着在磁热线尺寸限定（比如同为a,) 的情况下，空心的管状样品要比实心的柱状样品的磁热效应多出一部分，它恰等于以α，为半 径的实心柱体样品产生的磁芯祸流功率，这和片状样品的磁芯层厚减小，磁热效应减弱的结 果相反，这一特点在磁芯材料的电阻率很小时将十分有意义，选管状截面的磁热线可得到更 大的磁热效应， 结论 3 ()磁电复合样品的磁热效应既与磁、电特性有关，还与样品形状和磁电复合结构有关， (2)理论分析表明，样品截面为圆形或正方形时的磁热效应最大；而选空心的管状样品比 实心的柱状样品能获得更大的磁芯涡流功率P· (3)计算表明，增加导体层厚度并不能提高样品磁热效应，相反导体层薄些磁热更大，在 相对厚度k<0.1时所产生的磁热变化不大，磁电复合的结构因子平的最大值是0.5. (4)片状样品的形状因子最大值磁芯的nmu只有导体nmm的1/4，所以对片状样品来讲导 体层是磁热效应的主要贡献者

v lo .2 0 Nb . 1 高小 玫等 : 磁电复合线材热效应的计算 与分析 . 57 . .0 0 1一 0 . 1 范围变 化 , 平的变化 为 , 萝o0 : 、 0 . 5 , 萝。 . , 七 .0 45 . 因此 可 以 认 为若 磁芯 半径 为 1 ~ , 导体厚度 在 1 一 10 卜m 范 围 时 , 所产 生 的磁热 变化 不大 . 在 实 际应用 中 , 还 应该 考虑 导体表 面 因环 境 的作 用而 发 生 的变 化 . 如 铝 是 自然钝 化趋 势 非 常 大 的元 素 , 它 在 空 气中 的 钝 化膜 层 有 时 可 厚 达 2 0 一 3 0 “ ml s] , 已 具有 明 显 的 欧 姆 电 阻 . 因此 导体层 的厚度不 能只 强调薄 , 具体 应用 时应 计人 可 能产 生的钝 化膜 影 响 . 2 . 3 形状的影响 从式 ( 14) 和 式 ( 15) 可 看 出 , 片 状样 品 的磁 热功 率还受 片 厚度 的影 响 , 它 反 映在粉上 , 可 由 该式 计算 · 设 t : = 3 ~ , 刀随厚度 t Z的变 化如 图 5 所 示 . 从图 5 可 以 很 明显 地看 出刀有 极大值 . 磁芯 的% 和 导体的叭都落在 几= t , = 3 ~ 上 . 这 证 明 了 正 方 形 截 面 的 形 状 对 磁 热 效 应 的 贡 献 最 大 . 从 图 a5 , b 的 数 值 上 看 , , 。 ~ = l , 粉 _ = l4/ , 又一 次说明导体部分 比磁芯部分对磁 热 的贡 献大 . .0 3而 霉 厂一 1 1 1 习 ~ 习 ~ 图 5 形状因子叮随片状样品厚度赶的变化 . a( )磁芯 (` 》 ( `得体伪J 柱状 和管 状样 品 , 尽管都是 圆柱 状 , 其磁 热功 率 (特别是磁 芯 的涡 流效 应 ) 的表 达 式却有 着 明 显区 别 . 从式 (2) 和 式 ( 4) 比较发 现 , 在 相 同外径 尺 寸下 , 柱 状样 品 , 磁芯 的 涡流 功率 与 尺 寸相 关 的系数 是 a Z , 而管状样 品此系 数为 (可+ 嘴) . 这意味着 在磁 热线尺寸 限定 (比如 同为气 ) 的情况下 , 空 心 的管状 样 品要 比实心 的柱状 样 品的磁 热效应 多 出一部分 , 它恰等于 以 。 ,为半 径 的实心 柱 体样 品产 生的磁 芯 涡流 功率 . 这和 片状样 品 的磁 芯层 厚减小 , 磁热效应 减 弱 的结 果 相 反 . 这一 特点在 磁芯 材料 的电阻 率很 小 时将十分有意 义 , 选管 状截 面 的磁 热 线可 得到 更 大 的磁热效应 . 3 结论 ( l) 磁 电复 合 样 品的磁热效 应 既与磁 、 电特性 有 关 , 还 与样 品形 状和 磁 电复合结 构有 关 . (2 )理论分 析表 明 , 样 品截 面为 圆形 或正 方形 时 的磁 热效 应最 大 ; 而选 空心 的管 状样 品 比 实心 的柱状样 品能 获得 更大 的磁 芯涡 流功率 mP . (3) 计算表 明 , 增加 导体层 厚度并 不能提 高样 品磁 热效应 , 相 反 导体层薄些 磁 热更 大 . 在 相 对厚度 k < 0 . 1 时 所产生 的磁 热变 化不大 , 磁 电复合 的结构因子 梦的最 大值 是 0 . 5 . (4) 片 状样 品的形 状 因子 最大 值磁 芯 的粉 e ~ 只 有 导体刀 ~ 的 l 4/ , 所 以 对片 状样 品来 讲导 体层是 磁热效 应 的主要 贡献 者

·76· 北京科技大学学报 1998年第1期 参考文献 I Fujikura Limited.Magnetic Wire.GB,UK Patent Application,2126 409 A.1984-05-21 2住友電氣工装株式會杜.雅着冰雪用部品.JP,公開特許公報(A),昭59一144314.19848-18 3住友重氟工業株式會社.難着雪電線.JP,公開特許公報(A),平1一95407.1989-0413 4住友電氣工業株式會杜.雅着雪電線.JP,公阴特許公報(A),平2一7304.1990-01-11 5魏宝明主编.金属腐蚀理论及应用.北京：化学工业出版社，1984.130 Calculation and Analysis of Magneto-calorific Power for Composite Wire of Magnetic Core with Conductive Layer Gao Xiaomei Zhou Shouzeng Zhang Maocai Wang Run Material Science and Engineering School,UST Beijing,Beijing 10083,China ABSTRACT The representations of magneto-calorific power P for composite wire of magnetic core with conductive layer in various shapes (columnar,tubular and sheet)are derived.The results showed that the eddy calorific power can be divided into two parts. One is relative to magnetism,electricity and the size of sample,another is relative to the adapted structure of magnetic core and conductive layer (structure factor),and to sample shape (shape factor n).The analysis indicates that the thinner the covered conductive layer is,the greater the calorific power generated by the conductor gets. KEY WORDS composite wire of magnetic core with conductive layer;magneto-calorific effect;structure factor;shape factor 舟舟舟舟守舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟☆舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟中中舟舟舟舟舟☆舟 (上接71页) Microstructure and Magnetic Properties of Nanocomposite Pr,Fe,B/a-Fe Hard Magnetic Alloys by Dy and Nb Substitutions Wang Zuocheng Zhou Shouzeng Qiao Yi Zhang Maocai Gao Xuexu Zhao Qing Wang Run State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials.Materials Sciences and Engineering School,Beijing 100083.China ABSTRACT The effects of Dy and Nb substitution on the formation,microstructrure and magnetic properties of Pr,FeB/a-Fe nanocomposites have been investigated.It was found that for Pr,FesB ribbons,the metastable Pr,FeB,phase occurs after the initial crys. tallization of a-Fe and prior to the formation of the finial mixture of Pr,FeB and a -Fe.However,no metastable phase was observed during the crystallization of Dy or both Dy and Nb substituted ribbons.The addition of both Dy and Nb can cause the significant improvement of the magnetic properties. KEY WORDS Dy and Nb substitutions;nanocomposite magnets;remanence enhancement

7 6 北 京 科 技 大 学 学 报 19 9 8年 第 l期 参 考 文 献 uFj i k aur iL m i et d . M ag en it e Wi er . G B , U K aP et n t A PPl i c a it o n , 2 1 2 6 4 0 9 A . 19 8 4 一 0 5 一 2 1 住 友 奄氧 工 案 株 式 食社 . 雌着 冰 雪 用 部 品 . JP , 公 阴 特 爵 公 报 (A ) , 昭 59 一 14 4 3 1 4 . 1 9 8 4 一 8 一 18 住 友 奄 氟工 集 株 式 曹 社 . 雌 着 雪 霓 腺 . PJ , 公 阴 特 爵 公 报 (A ) , 平 1一9 5 4 0 7 . 1 9 8 9 一 0 4 一 13 住 友 霓 氧工 桨 株 式 含社 . 摊 着 雪 霓 腺 . -PJ , 公 阴 特 爵 公报 (A ) , 平 2一 7 3 04 . 19 9 0 一 0 1 一 1 魏宝 明主编 . 金属腐蚀理论及应 用 . 北京 : 化学工业 出版社 , 1 984 . 1 30 C a l c u l a ti o n a n d A n a ly s i s o f M a g n e t o 一 c a l o r iif c P o w e r of r C o m P o s it e W i r e o f M a g n e t i e C o r e w it h C o n d u e t i v e L ay e r G a o 石a o m e i 乃 o u 肠 o u ze n g 及 a n g 几匆 o e a i Wa n g 彻 n M a t e n al S c i e cn e an d E n g i n e e ir n g S e h o l , U S T B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 8 3 , C h i n a A B S T R A C T hT e re Pre s e n ta it o n s o f m a g n e -to e a l o ir if e po w e r P fo r e om po s ite w ire o f m ag ne it e e o re w i ht c o n d uc it v e l ay e r i n v a ir o u s s h a pe s ( e o l tn n a r , ut b u l a r an d s he e )t aer d e ir v e d . T h e er s ul st s h o w e d ht a t ht e e d d y c al o ir if e po w e r e a n be d i v i d e d i n ot wt o P a 川` . O l l e 1 5 er l iat v e ot m ag ne it sm , e l e e itr e i yt an d ht e s i z e o f s am Pl e , an o het r 1 5 er l iat v e ot ht e ad ap et d s tr u c t u er o f m ag n e it e e o er an d e o n d cu it v e l a y e r ( s utr c ut er acf ot r平 ) , a n d ot s am P l e s h a pe ( s h a pe afC ot r 珍) . hT e an al y s i s i n d i e a et s ht a t ht e 而 n n e r ht e c o v e er d e o n d u e it v e l ay e r 1 5 , ht e g er aet r ht e e al o ir if e P o w e r g e n e ar et d 勿 ht e e o n d cu ot r g e st . K E Y W O R D S e o m P o s i et w i er o f m a g n e it c c o er w iht e o n d cu it v e l a y e r ; m a g n e ot 一 c a l o ir if c e fe e 仁s t r u c ut er afC ot r ; s h a pe acf ot r 有 安安 衡有 有有 有 有有 衡有有 有有有 有有 有有有 有有有 有有 有有 有有有 有有 有有有 有有 有有有 有有 (上接 7 1 页 ) M i e r o s t ur e ut r e p r Z F e l 4B / a 一 F e 环a n g a n d M a g n e t i e P r o P e rt i e s o f N a n o e o m P o s it e H ar d M a g n e t i e A ll o y s b y D y a n d N b S u b s ti ut ti o n s 及 o e h e n g 及 o u G a o J 豹理e 刀碑 肠 o u 韶n g Qia o K 助 a n g 人匆 o e a i 乃 a o Qin g 肠 n g 撇 n S t a t e 众y 肠bo m t o yr fo r A d v acn e d M e 囚 5 an d M a et ir al s , Mate ir al s S e i e cn e s an d E n g i n e e ir n g S c h o o l , B e ij i n g 100 0 8 3 , C hi n a A B S T R A C T hT e e fe e ts o f 切 a n d 卜七 s u b s it tu it o n o n ht e fo rm a it o n , 而 e r o s tur c utr er an d m昭 n e it c p or 详 in e s o f p rZ eF l 4 B / a 一 eF n a n co o m oP s i et s h a v e be e n i n v e s it g a et d . It w as fo un d ht at fo r p gr eF s s B 6 ir b b o n s , ht e m e ast abt l e p 乓eF 2 3 B 3 p h as e co c u sr a fet r ht e iin it al c 卿 s · alt li z a it o n o f 。 一 eF a n d p ir o r ot ht e fo mr a it o n o f ht e if n i a l m i x ut er o f rzP eF l 4 B a n d a 一 eF . H o w e v e r , n o m e ast at b l e P h as e w as o be e vr e d d u ir n g ht e c yr s alt li z a it o n o f 切 o r bo ht 切 an d N b s u b s it ut et d ir b b o n s . hT e ad d iit o n o f b o ht 切 a n d N b e an e au s e ht e 5 19 面if e an t im Por v e m e n t o f ht e m ag n e it e P or pe irt e s . K E Y W O R D S 切 an d N b s u b s it t u it o n s ; n a n co o m P o s i et m a g n e st ; er m a n e n e e e hn a n e e m e n t