国外磁性材料与元件标准发展动态
Development of International Standard of Magnetic Materials and Components

摘 要：简述了磁性材料与元件的国际标准与国外先进国家标准状况以及标准发展动态。
关键词：国外标准 国际标准 磁性材料与元件

1 概述
磁性材料作为一种基础功能材料应用极为广泛。它涉及到电子信息、机电、汽车、冶金、航天、航空、交通运输、生物医学等各部门。在电子信息中，无论是消费电子产品、工业产品还是通讯设备、计算机及其外围设备、仪器仪表等均大量使用磁性材料及其元器件，在现代军事工程中也同样起着举足轻重的作用。多年来，世界各国一直致力于磁性材料与元器件的研究及标准的制修订工作。各国尤其是发达国家先后制定了磁性材料及其元器件的标准。国际电工委员会于1958年成立了IEC/TC51“磁性元件与铁氧体材料”技术委员会，专门负责制定该领域的国际标准，其中包括：电子和通讯用磁性元件及相关附件、测量和试验方法以及电感器变压器规范、铁氧体材料的标准化工作。我国也在1989年成立了与IEC/TC51相对口的CSBTS/TC89“全国磁性元件与铁氧体材料标准化技术委员会”，负责组织、制定磁性材料与元器件的标准化工作。随着市场经济的发展及我国加入WTO后对国际标准的趋同的需要，了解国际、国外先进国家标准的发展动态，推动我国磁性材料与元件的标准化工作至关重要，因此，我们特对国际标准以及国外先进国家的标准情况作一简要介绍，以利采用。
2 国际磁性标准概况
2.1 国际主要发达国家标准
国际上有权威的区域性和经济技术发达国家的标准主要有：欧洲标准化委员会（CEN）；欧洲电工标准化委员会（CENELEC）等制定的标准，还有美国国家标准（ANSI）、德国国家标准（DIN）、英国国家标准（BS）、日本国工业标准（JIS）、法国国家标准（NF）、俄罗斯国家标准（TOCTP）。
多年来，以英、法、德为主的西欧、美国，一直将很多精力和时间放在国际和区域标准化活动上，企图长期控制国际标准的技术大权，并且不遗余力地把本国标准变成国际标准。为实现欧洲标准与国际标准的趋同，1990年，CENELEC（欧洲电工标准委员会）与IEC签订了双边合作协议。1991年，欧洲标准委员会（CEN）也与ISO签订了技术合作协议，两协议确立了国际标准化优先原则，强调进行能力合作，避免工作重复。CEN/CENELEC 尽量等到同采用现有的国际标准，对由ISO/IEC 或CEN/CENELEC 承担的标准化项目交由两机构进行平行审批，标准草案通过后，即作为国际标准和欧洲标准同时发布实施。
从我们目前收集到的有关磁性材料、电感器、变压器标准资料发现，英国、法国、德国等国家标准采用欧洲标准和IEC标准比例较大，且这三国的标准标题有很多相似之处。以德国标准为例（详见表1），上述国家的标准基本集中在三个方面：一是铁氧体磁芯及变压器、电感器铁芯的尺寸标准；二是质量认证用磁芯和元件的标准；三是测量方法及一些基础标准。从标准编号上分析，对EN6××××的标准实际与IEC标准都是对应的。对当今比较流行的片式表面安装元件标准也是寥寥无几，只有德国等同采用的欧洲标准EN62024-1：2000《高频感性元件—电性能和测量方法》、EN62025-1：2000《高频感性元件—非电性能及其测量方法》且这两项目标准已作为IEC标准的最终草案即将出版，此外，还有英、德等同采用的欧洲标准EN 129000/A1-96《射频固定线绕电感器总规范》、EN 129100/A-96《分规范：绕线表面安装电感器》、EN12901/AL-95《空白详细规范：质量评定用表面安装线绕电感器.评定水平E级》EN129102/A1-95《空白详细规范：质量评定用表面安装线绕电感器.评定水平P级》等。


日本的标准可谓自成体系，在仅发布的28项与磁性材料元件有关的标准中，对应性较好。有磁（元）件产品标准，就有相对应的测试方法标准。在这些标准中，JIS C2561：1992《铁氧体磁芯材料性能测量方法》值得我们借鉴，它也是我国磁性材料标准的真空点。该标准对评价磁材的电气、磁特性、物理性能及其机械性能的试验方法均作了规定。该标准首先对试验的试样形状尺寸做了规定，它包括环形、方、（圆、棒）形、圆片等11种试样。电、磁、物理性能试验包括：起始磁导率、复数磁导率μ、起始磁导率的温度系数α、振幅磁导率、Q值、相对损耗系数、居里温度、损耗密度、直流磁化特性中的饱和磁通密度、剩余磁通密度、矫顽力、还有体积电阻率、密度及机械性能中的抗弯强度等。
相比之下，俄罗斯标准同国际/欧洲标准和发达国家标准的最大区别，主要表现在标准体系构成及时更新等方面。俄罗斯标准覆盖面窄，标准陈旧。
国际公认的行业性团体标准有我们较为熟知的美国材料与实验协会标准（ASTM）。ASTM标准主要集中在各种材料规范及试验方法上。对磁性材料为数不多的标准中，有两个标准可供我们参考。一个是ASTMA1009-2000《电源变压器和滤波电感器用高频（10kHz-1MHz）MnZn软磁铁氧体材料规范》，它规定了电源变压器用4个材料牌号及滤波电感器用3个材料牌号的磁性要求；另一个是ASTMA1013-2000《用伏特计-安培计-瓦特计法测量软磁元件规定温度下的高频（10kHz-1MHz）磁心损耗的方法》。
美国军用标准（MIL）同样也是国际上有影响标准之一。对磁性元件而言，所对应的联邦类分类号为FSC5950，主要涉及电感器和变压器二类产品，而涉及磁材、磁芯基本没有现行标准。MIL标准迄今为止仍是技术要求较为先进的标准，长期以来，它不仅作为美国联邦采办的技术依据，而且也一直作为我国国家、行业军用标准的重要参考依据。在FSC5950中，共包含了213个现行有效的电感器、变压器标准，而在现行有效标准中有16项为非政府标准。
2.2 国际电工委员会（IEC）
据IEC/TC51最新公布的标准信息中，现行有效出版物有60项（包括补充修改单）、工作文件14项（详见表2）。按标准类别和专业分类统计见表3。可以看出，多年来，TC51一直是从基础标准编制出发，以制定软磁磁芯、铁芯的基础标准为主流，逐渐向通用元器件、新型元器件标准方向发展。



近年来，TC51在围绕着国际上广泛应用的表面安装元件展开了工作，制定了IEC61860：2000《磁性氧化物制成的低矮磁芯的尺寸》它为表面安装用变压器提供了系列化的磁芯尺寸标准。即将出版发行IEC 62024《高频感性元件 电性能和测量方法 第1部分：纳亨范围片式电感器》、IEC 62025《高频感性元件 非电性能及其测量方法 第1部分：电子通讯设备用表面安装固定电感器》将成为片式电感元件的基础标准。此外，作为TC51新工作项目提案，《数字元器件用噪声抑制片 第1部分：术语和定义 第2部分：测量方法》也被提上议事日程；IEC 62211《电感元件 可靠性管理》也将作为IEC新型的标准类型出现。与此同时，TC51在标准体系上也作了一定调整，标准以系列形式出现成为最近几年TC51 标准的一个新特点。像IEC 60424系列标准：铁氧体磁芯表面缺陷极限导则 第1部分：总则、第2部分：RM磁芯、第3部分：EPD磁芯和E形磁芯、第4部分：环形磁芯；IEC 60401系列标准：软磁材料制成的磁芯术语 第1部分：物理缺陷术语、第2部分：参考尺寸第3部分：变压器和电感器磁芯制造厂产品目录数据资料导则；IEC 62044系列标准：软磁材料制磁芯 测量方法 第1部分：总则、第2部分：低励磁电平下的磁特性、第3部分：高励磁电平下的磁特性等等。此外，今年TC51还推出一个“公众可用规范”（PAS）草案，《电感接近开关用磁性氧化物制成的半罐形磁芯尺寸》，以加快发展技术领域的标准化。
IEC/TC51去年发表的战略方针声明指出，随着无线电通讯如移动电话的增长，对高频电磁兼容（EMC）元件的需求将随之增加。因此，“高频化”和“低矮形”将是磁性元件的流行趋势。在今后五年内，TC51的活动将加强满足数字电视、汽车电子及网络这些新市场的需求。
3 结论
随着国际贸易和科技文化交流的不断扩大，特别是贸易全球化、经济一体化和经域集团化、高新技术的迅猛发展，对国际标准的需求日益增长，采用国际标准，或者说是标准的国际化或标准的国际趋同，已成为全球普遍发展趋势。积极采用国际标准，实现标准趋同，将是21世纪一种势不可挡的世界潮流。