日本利用非晶金属粉末开发出新型软磁材料
非晶合金材料发展趋势及启示
非晶合金材料发展趋势及启示摘要：金属材料的发展与人类文明和进步息息相关。
非晶合金材料是一类原子结构长程无序，具有独特优异性能的新型金属材料。
近年来，非晶合金材料的研发、相关科学问题的研究、在高新技术领域的应用得到快速发展，并对金属材料的设计和研发、结构材料、绿色节能材料、磁性材料、催化材料、信息材料等领域产生深刻的影响。
为此，文章在回顾非晶合金材料研究和研发历史过程的基础上，分析了当前其学科的前沿科学问题、发展方向，以及我国在该领域发展的问题、机遇和挑战，并提出相应的启示和建议，以期为加快新金属材料的发展，特别是在高新技术领域的应用提供管窥之见。
金属材料与人类万年文明发展史息息相关，金属材料的开发和使用，往往成为划分人类不同文明时代的里程碑，如青铜时代、铁器时代、钢铁时代等。
每次金属材料的发展都会极大地推动人类社会文明和生产力的巨大进步。
非晶合金是近几十年来通过现代冶金新技术——快速凝固技术和熵调控理念——抑制合金熔体原子的结晶，保持和调控熔体无序结构特征而得到的一类新型金属材料，也称金属玻璃，或液态金属。
这种材料是通过调制材料结构“序”或“熵”这一全新途径和理念而合成的，兼具玻璃、金属、固体、液体等物质特性的新金属材料；其颠覆了传统金属材料从成分和缺陷出发设计和制备的思路（图1），突破金属材料原子结构有序的固有概念，把金属材料的强度、韧性、弹性、抗腐蚀、抗辐照等性能指标提升到前所未有的高度，改变了古老金属结构材料的面貌。
非晶、高熵等无序合金在基础研究和技术应用中已表现出重要意义和战略价值，在能源、信息、环保节能、航空航天、医疗卫生和国防等高新技术领域发挥着愈加重要作用。
无序合金领域的基础研究将继续推动材料科技革命和对材料行为的更深入理解，并能产生新的材料设备和系统。
图1非晶合金等无序材料探索途径和传统晶态材料探索途径的比较1非晶合金材料的研发态势及进展1.1非晶合金研发态势非晶合金材料的研发出现过4次高峰，已研发出铁、铜、锆和稀土基等近百种非晶合金体系。
非晶体软磁材料应用及发展
7 重点企业
7.广州金磁海纳新材料科技有限公司
金磁海纳坐落于广州市,是一家专业生产、研发、销售非晶纳米晶软磁材料及器 件的高科技公司,公司致力于为电力电器、信息电子、新能源、光伏、航天军工等 领域提供综合解决方案,产品主要有EMC 共模电感、高线性电流互感器铁芯、功 率变压器铁芯、智能电表铁芯、漏电保护断路器铁芯等、非晶电机、防盗标签、 非晶钎焊料、无线充电以及磁屏蔽片等。同时拥有多项非晶纳米晶成分设计相关 发明专利,铁芯相关实用新型专利若干。
国内发展现状
国内非晶软磁材料发展较晚,1995年建立了国家非晶微晶合金工程技术研究中心,2010年我国建成首 个年产4万吨铁基非晶带材生产基地,打破国外垄断,成为第二个拥有非晶带材技术的国家。2010年以 来,非晶带材应用已基本实现非晶合金产业全覆盖。尽管生产企业众多,规模化量产的企业较少,产能利 用率差距较大,呈现两极分化格局,坚持技术创新、产品升级的企业不仅继续占据市场主要份额,且在创 新中保持着行业龙头地位,其中主要参与者包括安泰科技、云路股份、中研非晶、兆晶科技等。
性能对比
第五章
应用范围
4 种类划分
软磁材料因具有磁电转换的功能，广泛应用于变压器、电感电容、逆变器等领域，下游包含 电力电网、新能源车、新能源发电、消费电子、5G 通讯、家电等诸 多行业。
软磁材料在电力领域应用原理
5 应用范围
电力电子技术领域
大功率中、高频变压器、逆变 器、大功率开关电源变压器
2.受新基建投资带动，用户工程领域的非晶合金市场广阔。“新基 建”主要涉及5G基站及其应用、光伏电网、城际轨道交通、新能源 车及充电桩、大数据中心等领域，相关领域投资建设将带动大批量 用户工程端干式变压器需求。由于新基建项目大多用电量较大且用 电不均衡、运行负载率低，非晶干式变压器能大幅降低供电系统能 耗，提高电源能量变换效率，预计相关投资建设会对非晶变压器需 求形成有效拉动。
巨磁阻抗效应
精选课件
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非晶态固体的物理性质同晶体有很大差别， 这同它们的原子结构、电子态以及各种微观过程 有密切联系。
非晶合金由于其独特的无序结构，并兼有一 般金属和玻璃的特性，使得它在物理、化学及机 械性能上表现出一系列优异的特性——很高的耐 腐蚀性、抗磨性、较好的强度和韧性、理想的磁 学性能，如Fe基非晶合金是非晶软磁合金中饱和 磁感最高的；Co基非晶合金的饱和磁致伸缩系数 接近于0，因而具有极高的初始磁导率和最大磁 导率，很低的矫顽力和高频损耗。
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电路中无需放大电路，因 而具有高稳定和抗干扰特 性，制成几种汽车用的传 感器，如汽车里程表计数 传感器(a)。电喷发动机测 速传感器(b)；当材料处于 某种磁结构时，可以发现 外磁场与磁阻抗效应呈现 良好的线性关系。利用此 原理，设计了量程从025mm的线性传感器(c)
主要可用于汽车油量的控制；利用巨磁阻抗探头与齿轮凹 凸面距离变化所产生的脉冲信号进行转速测量和控制，可 用为汽车防抱死系统(ABS)的速度传感器(d)。
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GMI的发现
1992年，日本名古屋大学的K．Mohri（毛 利佳年雄）等在CoFeSiB软磁非晶丝中发现了 GMI效应，即非晶丝在交变电流激发下，其阻 抗值随沿丝轴方向施加的外磁场的变化而发生 显著变化，阻抗变化率ΔZ／Z0在几奥斯特(Oe) 磁场作用下可达50％，比金属多层膜Fe／Cu或 Co／Ag在低温、高磁场强度下观察到的巨磁电 阻效应(GMR)高一个数量级，自此这一现象引 起了广泛关注。
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ΔZ／Z0一般定义为(ZH-Z0)／Z0，其中Z0、 ZH分别表示无外磁场和外加磁场下软磁材料的 交流阻抗，其比值的大小表示材料对磁场变效应的特点
非晶纳米晶合金材料的工艺技术、产业化和应用
非晶纳米晶合金材料的工艺技术、产业化和应用张甫飞（宝钢集团特钢技术中心，上海 200940）摘要：介绍了国内外利用快淬技术制备非晶纳米晶合金材料的产业现状以及这一领域材料工艺技术的研究开发动态和非晶纳米晶材料的应用情况。
关键词：非晶纳米晶材料；工艺；性能；产业化；应用Application, Industrialization and Technology of Amorphous & Nanocrystalline AlloyZHANG Fu-feiBaoSteel Special Steel Technical Center, Shanghai 200940, ChinaAbstract: The current industrial situation of amorphous & nanocrystalline alloy made by rapidly quenching technology is introduced, including the recent research, development and application inthis field.Key words: amorphous & nanocrystalline; process; properties; industrialization; application自从1960年Duwez教授等人发明液态金属快淬技术制取Au-Si非晶合金和1966年发明Fe-P-C 非晶软磁合金以来，美国、日本、德国、前苏联和中国等相继开展了非晶合金的研究工作，并在20世纪70~80年代形成非晶合金研究开发的第一次热潮。
由于非晶合金制备工艺简单独特、材料性能优异等显著优点，应用范围不断扩大，四十多年来一直是冶金和材料领域的研究热点之一。
尤其在1988年日本Yashizawa教授等人在非晶化的基础上发明了纳米晶合金，从而开创了软磁材料的新纪元，大大促进了非晶材料制备设备、工艺技术的发展和材料开发应用，推动了非晶纳米晶产业的发展[1~3, 8]。
非晶纳米晶软磁材料
非晶/纳米晶软磁材料一．应用领域非晶态软磁合金材料为20世纪70年代问世的一种新型材料，因具有铁芯损耗小、电阻率高、频率特性好、磁感应强度高、抗腐蚀性强等优点，引起了人们的极大重视，被誉为21世纪新型绿色节能材料。
其技术特点为：采用超急冷凝固技术使合金钢液到薄带材料一次成型；采用纳米技术，制成介于巨观和微观之间的纳米态(10-20nm)软磁物质。
非晶、纳米晶合金的优异软磁特性都来自于其特殊的组织结构，非晶合金中没有晶粒和晶界，易于磁化；纳米晶合金的晶粒尺寸小于磁交换作用长度，导致平均磁晶各向异性很小，并且通过调整成分，可以使其磁致伸缩趋近于零。
【表1】列出了非晶/纳米晶近年来，随着信息处理和电力电子技术的快速发展，各种电器设备趋向高频化、小型化、节能化。
在电力领域，非晶、纳米晶合金均得到大量应用。
其中铁基非晶合金的最大应用是配电变压器铁芯。
由于非晶合金的工频铁损仅为硅钢的1/5～1/3，利用非晶合金取代硅钢可使配电变压器的空载损耗降低60﹪～70﹪。
因此，非晶配电变压器作为换代产品有很好的应用前景。
纳米晶合金的最大应用是电力互感器铁芯。
电力互感器是专门测量输变电线路上电流和电能的特种变压器。
近年来高精度等级（如0.2级、0.2S级、0.5S级）的互感器需求量迅速增加。
传统的冷轧硅钢片铁芯往往达不到精度要求，虽然高磁导率玻莫合金可以满足精度要求，但价格高。
而采用纳米晶铁芯不但可以达到精度要求、而且价格低于玻莫合金。
在电力电子领域，随着高频逆变技术的成熟，传统大功率线性电源开始大量被高频开关电源所取代，而且为了提高效率，减小体积，开关电源的工作频率越来越高，这就对其中的软磁材料提出了更高的要求。
硅钢高频损耗太大，已不能满足使用要求。
铁氧体虽然高频损耗较低，但在大功率条件下仍然存在很多问题，一是饱和磁感低，无法减小变压器的体积；二是居礼温度低，热稳定性差；三是制作大尺寸铁芯成品率低，成本高。
目前采用功率铁氧体的单个变压器的转换功率不超过20kW。
非晶合金软磁性能的研究与应用
非晶合金软磁性能的研究与应用在现代科技领域中，非晶合金已经被广泛应用。
而在非晶合金的应用领域中，软磁性能是其中一个重要的性能之一。
本文将会介绍非晶合金的软磁性能，研究现状及其应用领域。
一、非晶合金基础非晶合金被称为“形状记忆合金材料”的近亲。
与晶态材料不同的是，非晶合金材料不具备一定的晶体结构，这使得非晶合金材料具备了很多特殊的性质。
非晶合金材料的制备方法可以通过溶液转化，快速淬火，或者高压等方法实现。
这些方法的应用可以让材料的组分达到好的匹配和分散，形成高熵非晶合金。
非晶合金材料的结构在微观层面上特别紧凑，这是由于它的金属原子是非晶化的，从而缺乏晶界，晶粒和其他缺陷，而且还具有相当高的硬度和强度。
二、非晶合金软磁材料的基础知识软磁性能，是指材料在外加磁场作用下，通过发生磁矩的翻转，来吸收和释放能量的能力。
具有良好软磁性能的材料，可以通过减小能量转换效率和能量损失来增加能量存储密度，这是一项关键要求。
常见的软磁材料包括铁，钴，镍以及它们的氧化物、硅钢和钢。
而凭借着其优异的磁学性能，非晶合金材料被广泛应用在现代精密电子制造以及安全能源等领域中。
再往下来，我们可以从以下三个方面了解非晶合金材料的软磁性：1. 非晶合金的软磁性质优势非晶合金材料具有更好的软磁性能支持，这意味着它们能够在较小的外场下发生较大的磁响应。
这一特点使得非晶合金材料在传感器领域中得到了广泛的应用，因为它们可以在小信号到达时做出响应。
2. 非晶合金的化学稳定性使用非晶合金材料可有效提高材料的化学稳定性和抗腐蚀能力及其应用环境的可持续性。
同时使用非晶合金材料可有效提高材料的稳定性，因此这些材料特别适用于在恶劣环境中应用（如油井），其性能自然得到了改善。
3. 非晶磁合金材料的机械性能非晶磁合金材料也具有非常好的机械性能，因为这些材料具有玻璃状结构，所以在碎裂和磨损方面具有更高的强度和韧性，与晶态材料相比，它们稍微逊色。
三、非晶合金软磁性能的研究现状在其研究方向方面，现阶段最大的研究方向之一就是开发更好的、高性能的软磁性不锈钢材料。
非晶纳米晶软磁材料
磁粉芯是由铁磁性粉末与绝缘介质混合压制而成的一种软磁复合材料。
纳米晶磁粉芯具有高频稳定性好、高频损耗低等优点，但磁导率较低。
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这种软磁复合材料相对于传统软磁材料而言具备诸多优点。
首先，磁粉芯的基本组成单元是粒度非常小的磁性颗粒，这样可以有效地抑制金属颗粒内的涡流。
同时，由于磁性颗粒尺寸较小，基本上不发生趋肤现象，磁导率随频率的变化也就较为稳定。
其次，绝缘介质对磁性颗粒的包覆，可以有效地增加磁粉芯的电阻，大大提高其频率使用范围。
另外，由于采用模压成型的制备方法，磁粉芯可以制备成各种形状的异型件，更有利于满足产业需要。
由于金属软磁粉末被绝缘材料包围，形成分散气隙，大大降低了金属软磁材料的高频涡流损耗，使磁粉芯具有抗饱和特性与宽频相应特性，特别适用于制作谐振电感、功率因数校正电感、输出滤波电感、滤波器电感等。
目前，人们研究的热点大多集中在单一的粉体上，关于Fe-6.5%Si 磁粉与Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9磁粉进行复合制备复合磁粉芯的报道则较为少见。
根据复合材料的理论，如果选用两种磁性粉体进行复合来制备磁粉芯，可综合两种材料的优点来弥补单一材料的不足，从而提高复合磁粉芯的综合软磁性能。
安徽华晶机械有限公司位于安庆长江大桥经济开发区。
是人民解放军第4812工厂全资子公司。
公司经营以机械制造为主，拥有各类专业生产、检验试验设备94台（套），涉及铸造、橡胶制品、压力容器、制造等多个行业，主要从事非晶软磁设备、空压机及气源设备、橡胶件（含特种橡胶件）、餐余垃圾处理设备、铸件、机械加工等产品的研制、生产、经营和服务。
自成立以来，公司上下高度重视技术创新和产品结构升级工作，建立了以市场为导向，努力满足用户需求的产品研发体系。
公司坚持以跨越发展的思想为指导，秉承敬业、高效、求实、创新的优良传统，继续依托军工技术和“中”牌品质，为广大新老客户提供更优良的产品和服务。
纳米晶金属软磁合金新材料1软磁材料从纯铁硅钢到坡莫合金等已有
纳米晶金属软磁合金新材料1坡莫合金等已有100多年的发展历史；近二十多年来先后发展起来的非晶态合金和纳米晶合金等新型软磁合金材料，发展为纳米晶态，从而把软磁合金新材料的研发与应用推向了一个新的高潮。
致力于研究同时具有高饱和磁感应强度、高磁导率、低损耗的软磁材料，谓之“二高一低”的“理想”软磁材料，但、小型、节能方向发展，既对软磁材料提出新的挑战，又给软磁材料提供了一个发展机遇。
正是在这种大背景情况下Fe基纳米晶软磁合金新材料，并命名新合金牌号为Finemet。
结构新颖、不同于晶态和非晶态，而且具有综合的优异软磁特性、即具有较高饱和磁感应强度、高磁导率、低损耗等染等特点。
因而可以讲，Finemet合金的出现是软磁材料的一个突破性进展，它解决了人们长期努力研究而未能解决细化到1—20纳米（nm）、而饱和磁致伸缩系数和磁晶各向异性常数又同时趋于零的途径；（2）改变了以往各类软能与成本相矛盾的状况；首次实现了人们长期渴望追求的“二高一低”“理想”软磁材料的愿望。
史，从来没有一种甚至一类软磁材料能全面地或基本上满足软磁材料的全部技术要求。
而纳米晶软磁合金通过不同方求，并具有性能、工艺及成本等全方位的优势，因而它一问世，便获得了迅速发展与应用。
日立金属公司公布Finem 达5000万日元，并计划Finemet材料的年产量达600吨以上，广泛用于电子工业大量需求的磁性元器件。
德国真空熔炼itroperm纳米晶软磁合金牌号，据悉其年产量也在200吨级以上，广泛用作磁芯和磁性元器件。
代研发纳米晶软磁合金以来，发展很快，已在电力工业、电子工业、电力电子技术、计算机、通讯、仪器仪表及国防合金材料的年产量约为300吨；近几年市场需求增长很快，预计目前纳米晶软磁合金材料的年产量可达800吨左右，来，在如此短的时间内获得这样广泛的发展与应用是不多见的。
而纳米晶软磁合金除了具有急冷工艺技术发展的深刻是它具有生命力的标志。
纳米晶金属软磁合金材料作为功能材料，其产量或用量远不能与结构材料相比，但其发挥的产、应用纳米晶金属软磁合金材料，对发展我国高新技术产业、促进和提升传统产业、带动和支持相关产业的发展和纳米晶金属软磁合金新材料2具有优异的软磁特性：克仁等人，在研究降低Fe基非晶态合金磁致伸缩系数以提高其软磁性能时，发现了Finemet这种纳米晶新材料。
铁粉基软磁材料介绍
铁粉基软磁材料介绍1材料种类海绵铁从1910年开始生产,但直到1946年瑞典赫格纳斯公司才建立起世界第一家铁粉厂,现在铁粉生产已成为一种工业。
60年代建立起雾化制粉工艺,整个铁粉工业年产铁粉逾80万ｔ。
这种材料大部分用于粉末冶金工业,按严格技术要求生产终形制品。
高纯度与高压缩性铁粉的开发,为粉末冶金制品开辟了软磁应用领域。
采用粉末冶金技术,压制铁粉并在高温下烧结,可得到相当于纯铁铸件的软磁部件。
不损害压缩性的合金化方法的开发,提供了大量的合金化材料。
合金添加剂提高电阻率,导致较低的涡流损耗。
合金化材料在高温下烧结也可得到高磁导率。
可是,合金添加剂也降低饱和磁感,而且合金含量在商业使用上还有一个限度。
一般认为,这些材料适合于直流电应用,或很低频率的应用。
减少铁颗粒涡流损耗的另一种方法是在颗粒之间引入绝缘层。
绝缘层可以是有机树脂材料或无机材料,因而这些材料是软磁复合材料。
绝缘层可以有效地降低涡流损耗,但绝缘层的作用像气隙一样,因而也降低了磁导率。
通常用降低绝缘层厚度、压制到高密度和进行热处理消除或减少应力来部分地恢复磁导率。
性能的变化取决于所使用的频率。
因而最近几年迅速发展了一系列材料与工艺。
软磁复合材料的最新开发,旨在生产可在较低频率下使用的部件。
像电机一类通常是在50-60Ｈｚ频率下工作,但微型化趋势可能将频率增加到100Ｈｚ或300Ｈｚ。
将低频应用的烧结软磁材料与50Ｈｚ应用的软磁复合材料对比一下是有趣的。
这种对比是在50Ｈｚ与0 5Ｔ条件下进行的,因为在较高磁感下的涡流损耗比例相当大,对于烧结材料性能的测定是困难的。
高电阻率的烧结材料在50Ｈｚ下的总损耗接近于软磁复合材料的总损耗。
而烧结材料的总损耗中涡流损耗占有很高比例,而软磁复合材料的总损耗几乎全是磁滞损耗。
对比软磁复合材料的直流磁滞曲线与50Ｈｚ时的磁滞曲线,这些曲线实际上是相同的,因而证实总损耗几乎全是磁滞损耗。
一种高电阻率材料(含3%Ｓｉ的烧结铁)在直流和在0 05Ｈｚ、0 5Ｈｚ和50Ｈｚ交流时的磁滞曲线的面积随频率的增加而增加,证实存在着涡流损耗。
非晶软磁材料
非晶软磁材料
非晶软磁材料是一类具有优异磁性能和热稳定性的材料，广泛应用于电力电子、通信、医疗器械等领域。
相比于晶体软磁材料，非晶软磁材料具有更高的饱和磁感应强度和低的磁滞回线，因此在高频应用中具有更好的性能。
本文将对非晶软磁材料的特性、制备方法以及应用进行介绍。
首先，非晶软磁材料具有优异的软磁性能。
其具有高饱和磁感应强度和低的磁
滞回线，能够有效降低磁芯损耗，提高电磁转换效率。
同时，非晶软磁材料还具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在恶劣环境下稳定工作。
其次，非晶软磁材料的制备方法主要包括溅射法、快速凝固法和溶液法等。
其中，溅射法是将金属靶材置于真空室中，通过离子轰击使金属原子蒸发并沉积在基底上，形成非晶薄膜。
快速凝固法是将金属液体迅速冷却至玻璃化温度以下，形成非晶态结构。
溶液法则是将金属盐溶解在溶剂中，通过化学反应得到非晶材料。
最后，非晶软磁材料在电力电子、通信和医疗器械领域有着广泛的应用。
在电
力电子领域，非晶软磁材料被广泛应用于变压器、电感器等元器件中，能够提高能量转换效率，减小体积和重量。
在通信领域，非晶软磁材料被用于制备高频变压器和电感器，能够提高信号传输质量。
在医疗器械领域，非晶软磁材料被用于制备医疗设备中的电感器和传感器，能够提高设备的性能和稳定性。
总之，非晶软磁材料具有优异的磁性能和热稳定性，制备方法多样，应用领域
广泛。
随着科技的不断发展，非晶软磁材料将在更多领域发挥重要作用，为人类社会的进步做出贡献。
高性能非晶纳米晶软磁材料项目
牡2高性能非晶/纳米晶软磁材料项目创业融资类本项目首先可用于芯片配套元器件。
电感作为电子线度、高磁导率和低矫顽力铁芯是提高电机效率的有效途路三大基础元件之一，广泛应用在电脑、消费电子、通讯设备等各电子领域。
芯片功耗与电压、频率成正比。
只有降低供电电压,才能减小芯片功耗。
而降低电压要求各元器件响应敏感度更高。
电感的磁感应强度和磁导率越高，矫顽力越小,其自身敏感性就越高,其元器件的响应性就越好,同时发热和能量损失也越小。
其次是用于新能源汽车驱动电机铁芯。
高磁感应强径。
在日本，新能源汽车使用井上软磁材料的驱动电机的效率可达95%~98%（我国电机的平均运行效率仅为50%~ 87%）,电机体积和重量也明显减小，从而极大地提升能源和资源的利用率。
新能源电动汽车如果使用了非晶软磁材料的驱动电机可以增加其行驶里程30%以上，如果在同样的行驶里程设计下，电池可以节省30%的费用。
本项目计划6个月内拿出使用最新非晶软磁新材料制备的电感应用原料生产工艺技术方案及核心设备图纸，并申请相关专利；1年内拿出面向5G手机、CPU芯片的超薄高性能非晶软磁电感应用产品生产工艺技术方案及核心设备图纸，并申请相关专利；2~3年内完成新能源电动汽车电机用非晶软磁材料生产工艺技术方案及核心设备图纸并申请相关专利。
此后逐步形成从原料生产及产品生产（核心设备）的完整技术知识体系及完备的自主知识产权体系。
（中国宝原投资有限公司）热核安全级DCS龙鳞系统研制及应用数字化控制系统一一DCS是电厂与其他现代工厂中广泛应用的中枢神经系统。
针对高可靠控制系统“依赖进口、技术落后、定制化难、维护困难”的行业现状，中核集团历时3年研发成功龙鳞系统，并于2018年正式发布，让中国掌握了完全自主知识产权的安全级DCS平台——龙鳞系统。
围绕核安全级应用,龙鳞系统具备先进的技术特性，被包括院士在内的行业专家评为:总体达到国内先进水平.部分关键技术指标国际领先。
在市场应用方面，龙鳞系统是我国唯一一个既具有核安全局民用核安全电气设备设计及制造许可证,又具有科工局核安全电气设备设计及制造许可证的核安全级DCS平台。
非晶合金软磁材料
非晶合金软磁材料非晶合金是一种由金属元素组成，没有晶体结构的材料。
非晶合金软磁材料（Amorphous Metal Soft Magnetic Materials）具有优异的软磁性能和特殊的微观结构，因此在电子技术和电力工业中具有广泛应用。
非晶合金软磁材料由于其非晶态结构，具有较高的饱和磁通密度和低的剩余磁感应强度，能够在低磁场下实现高磁导率和低磁阻，因此在高频电源变压器、电感器、软磁头等电子设备中有广泛应用。
与晶态材料相比，非晶合金软磁材料还具有较低的涡流损耗，能够减少轻负载场合下的能耗，提高电子设备的能效。
非晶合金软磁材料的优势主要体现在两个方面：一是其高度均匀的非晶态结构，使得磁畴壁能量较大，磁畴壁的移动阻尼较小，从而实现较低的磁畴壁移动能量和低的交流磁阻，提高软磁材料的磁导率；二是其高度纳米级的结构尺寸，使得磁畴壁的移动路径较短，减少了涡流损耗和磁畴壁的消散能量，从而降低了材料的剩余磁感应强度和剩余磁化强度。
非晶合金软磁材料的制造方法主要有溅射法、快速凝固法和气体冷却法等，其中以快速凝固法制备的非晶合金软磁材料最为常见。
在快速凝固法中，将合金溶液迅速冷却至玻璃转变温度以下，使得合金在较短的时间内无法形成晶体结构，从而形成非晶态结构。
由于冷却速度非常快，合金中的原子无法实现等距排列，产生无定形的非晶态结构。
非晶合金软磁材料的制备工艺复杂，但其在电子技术和电力工业中的应用前景广阔。
特别是随着电子设备的小型化、高效化和高频化需求的增加，非晶合金软磁材料在高频电源变压器、电感器和电磁感应器等领域的应用将得到进一步拓展。
此外，非晶合金软磁材料还有望应用于电动汽车、太阳能电池板、风力发电机组等领域，提高能源转化效率，推动可持续能源的发展。
虽然非晶合金软磁材料具有优异的性能，但其制备成本较高，难以实现大规模应用。
此外，非晶合金软磁材料的稳定性较差，易受到热膨胀、氧化和机械应力等因素的影响，限制了材料的应用范围。
软磁材料介绍
*随硅含量的增加，不足之处在于：BS
K 和 和TC降低；好处： 1
S 降低 i
增加，HC降低，增加降低铁损
*晶粒尺寸长大的方法：适当提高烧结温度，但温度过高，便会形成气孔，导致i下降。
*材料的织构化，包括结晶织构和磁畴织构，都可提高i
4、降低内应力
*根据内应力的不同来源，可采用不同的方法：
(1) 磁致伸缩引起的内应力，与S成正比，可通过降低S来 减小此应力。 (2) 烧结后冷却速度太快，会造成晶格畸变，产生内应力。可采用低温退火处理来消 除应力。 (3) 气孔、杂质、晶格缺陷等因素在材料内部产生应力。可通过原材料的优选以及工 艺过程的严格控制来消除。
*发展史：
（1）铁氧体问世之前，金属软磁材料垄断了电力、电子、通信 各领域。优点：其MS远高于铁氧体，因此电力工业中的变压器 、电机等至今仍是Fe-Si合金材料。缺点：涡流损耗限制了其在 高频段的应用。 （2）20世纪40年代开始，软磁铁氧体由实验室走向工业生产。
50年代至90年代，铁氧体在软磁行业中独占鳌头。
真空蒸发溅射辉光放电化学沉积等292液相急冷法大多采用此法熔融合金用加压惰性气体液态合金从石英喷嘴中喷出形成均匀的熔融金属细流连续喷射到高速旋转的冷却辊表面液态合金以10ks高速冷却形成非晶态303高能粒子注入采用大功率高能粒子输入加热晶态材料表面引起局部熔化并迅速固化成非晶态
第二章 软磁材料
定义：能够迅速响应外磁场的变化，且能低损耗地获 得高磁感应强度的材料。 特点：既容易受外加磁场磁化，又容易退磁。
非晶态合金粉末
非晶态合金粉末非晶态合金粉末是一种新型材料，具有高韧性、高硬度、高强度、高弹性模量等特性。
它由多种合金元素组成，通过高温快速冷却的方式制备而成。
与晶态合金相比，非晶态合金具有更高的玻璃化转变温度和更小的晶粒尺寸。
由于其特殊的结构和性质，非晶态合金粉末已广泛应用于铁基、镍基、铝基、锆基等各种合金的制备中。
非晶态合金粉末制备的原理是利用快速凝固技术，将合金液体迅速冷却成粉末，使其具有非晶态结构。
此方法的优点在于可制备出大量的非晶态合金粉末，其物理和化学性质比单晶体、多晶体都要优异。
非晶态合金粉末的组成可以采用无理比例合金元素的方法制备。
这种方法将多个金属元素合成一种合金，并通过快速冷却将其转变为非晶态结构。
找到一组合适的合金元素组合，可以制备出性能优异的非晶态合金粉末。
非晶态合金粉末的制备方法一般分为三种，即母合金法、放电气相沉积法和快速凝固法。
母合金法和快速凝固法是制备非晶态合金粉末的传统方法，其中母合金法主要用于制备大尺寸的粉末，而快速凝固法则主要用于制备非常细小的粉末。
放电气相沉积法是近年来发展起来的一种新技术，其优点在于能够制备出低氧化物的非晶态合金粉末。
其原理是在惰性气体中通过放电，使非晶态合金膜状物质沉积到基底上，并再将其研磨成粉末。
由于其可行性和可靠性较高，目前逐渐成为非晶态合金粉末制备的主要方法之一。
非晶态合金粉末的应用领域非常广泛。
目前，它已成功应用于车轮材料、液压系统、塑料模具等领域。
在此基础上，非晶态合金粉末还有望在电子、储能材料、航天、能源等领域得到更广泛应用。
总之，非晶态合金粉末应用前景广阔，对于技术的发展和人们的生活有着积极的作用。
我们相信，在不久的将来，非晶态合金粉末将成为晶体材料的重要替代品，真正实现高质量、节能、高效的工业使用。
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高性能合金市场
1998年欧洲的高性能合金市场估计为8915亿美元,预计2005年将达到11517亿美元。
其中有色金属占总量的57%,其次为难熔金属18%,铂族金属13%,特种合金与高温合金12%。
在运输应用中,为减轻重量,轻合金部件很受欢迎。
交通工具正在用更高强度的材料制造,用钛合金代钢,使用高级别的铝合金。
欧洲已消除汽油中的铅,使用高温合金来制造阀座以抗磨损。
对于家电市场,轻合金广泛用于制造移动电话与吸尘器等一类消费品,减轻了重量,使用方便。
第一批全铝奥迪汽车正在出售。
亓家钟摘译自《MPR》,1999,54(7/8):7
一种硬度介于高速钢与硬质合金之间的新合金美国Carpenter技术公司最近推出一种粉末冶金高速钢合金Maxamet,其性能接近硬质合金,但成本较低。
这种新合金比目前的高速钢具有较高的耐磨性与热硬度,比硬质合金具有更高的韧性与更好的机加工性。
Maxamet的室温硬度最低为HRC70,明显高于传统高速钢,而与硬质合金的硬度(HRC75)相接近。
这种合金耐高温,在538℃其硬度可达HRC60。
现场实验表明,这种合金制作的刀具可在比传统粉冶高速钢刀具高的速度下工作,其速度接近硬质合金刀具的使用速度。
这种新合金可用于制造滚铣刀具、成形刀具、拉刀、创刀、端面铣刀、钻头以及各种耐磨部件。
其典型化学组成为:碳2115%,铬510%,钴910%,钨1310%,钒610%,余为铁。
亓家钟摘译自《MPR》,1999,54(7/8):6日本利用非晶金属粉末开发出新型软磁材料日本久保田公司利用非结晶金属粉末开发出新型软磁材料。
这种软磁性新材料的原料是铁硅硼合金,把这3种物质经高温熔化并将其喷洒成雾后,置入高速流动的冷水中急速冷却,使其形成原子无序排列的结晶体。
然后在这种非结晶体中加入以硼和硅为主要成分的粘合剂,在500℃以下的温度中成形。
软磁材料在通电时具有磁性,断电时磁性消失。
将这种新型软磁性材料喷涂在铜线上,只要通过微弱电流就能成为磁体。
这种新型软磁性材料的最大磁感应强度为113T,比目前的主要磁性材料铁氧体高出2倍以上。
因此,用这种新型磁性材料生产电机线圈,其体积可缩小60%,不仅可以使电子机械产品进一步实现小型化、轻量化,而且还能大幅度节约能源。
(耀星摘自《河北科技报》1998.8.21)
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第1期 葛启录等:高性能难熔材料在尖端领域的应用与发展趋势 。