磁芯

非晶磁芯和铁氧体磁芯在多脉冲下的磁化差异

发布时间：

2023-09-05

对两种感应腔磁芯的多脉冲实验结果显示，非晶磁芯和铁氧体磁芯在多脉冲下的磁化规律存在明显差异。

　磁芯的脉冲响应速度：从磁导率曲线的前沿时间可以看出，非晶磁芯对励磁脉冲的响应速度要明显优于铁氧体磁芯。而磁芯对脉冲的响应速度越快，则感应腔磁芯回路电感在脉冲初期的增长速度越快，脉冲前沿部分１４３１多脉冲励磁下铁氧体及非晶磁环的磁特性的泄漏电流越小，有利于降低腔压脉冲的前沿时间。

　脉冲磁化曲线的线性度：从多脉冲磁化曲线可以看出，非晶磁芯的脉冲磁化曲线有较好的线性度，而铁氧体的磁化曲线则有明显的拐点；磁导率曲线在脉冲励磁期间的平顶宽度也表明，非晶磁芯在脉冲励磁过程中的磁导率能保持基本稳定。脉冲磁化曲线的线性度越好，则感应腔磁芯回路越接近于纯电感，可以对感应腔电过程的理论分析和模拟计算进行较大的简化，有利于降低感应加速腔的设计难度。

　脉冲磁导率大小：实验表明，在三脉冲励磁情况下，铁氧体磁芯前两个脉冲的磁导率大小均大于非晶磁芯。励磁期间磁芯的磁导率越大，则感应腔磁芯回路的电感量越大，泄漏的脉冲电流越小，有利于提高加速脉冲波形的质量。

　多脉冲下磁导率的一致性：非晶磁芯磁导率在多脉冲下的一致性要明显优于铁氧体磁芯。磁芯多脉冲磁导率的一致性越好，则感应腔在不同脉冲励磁时的性能差异越小，有利于减小不同束流脉冲间的能散度，降低多脉冲聚焦的难度。

　综上所述，非晶磁芯在脉冲响应速度、线性度和多脉冲一致性上均优于铁氧体磁芯，而对于脉冲磁导率的大小，非晶磁芯虽然小于铁氧体，但其相对磁导率也可达到３００以上，以实验中的非晶腔尺寸为例，３００的相对磁导率所对应的磁芯回路电感量约为２００μＨ，对于脉宽约１００ｎｓ的脉冲而言，要维持感应腔的腔压，该电感量已完全足够。因此，仅从磁芯的磁性能考虑，非晶磁芯比铁氧体磁芯更加适合作为多脉冲感应加速腔的磁芯。但由于非晶磁芯制造工艺的特殊性，其在高压绝缘和尺寸形状上的稳定性要差于铁氧体，因此如果多脉冲感应加速器在稳定性方面有特殊要求，则铁氧体磁芯仍然是较为稳妥的选择。