高性能软磁材料的研究进展

Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍ ｅｎｔａｌ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｐｒｏｂｌｅｍ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍ ｏｒｅ ｇｅｔ ｔｈｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ ａＩ１
ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ，ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｍ ｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｆｏｃｕｓ ｏｆ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ＺＨ ＡＯ Ｚｈａｎ—ｋｕｉ， ＤＥＮＧ Ｎａ， ＺＡ Ｎ Ｚｈａｏ， Ｗ Ａ ＮＧ Ｍ ｉｎｇ～ｇａｎｇ
（Ｋ ｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａ ｄｖａｎｃｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ， Ｍ ｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉ。ｎ ．
Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００１２ ，
以 及 重 要 研 究 方 向
关 键词 ：软磁 材 料 ２７１．２ 文献 标 志码 ：Ａ 文章编 号 ：１６７４—１３７４（２０１２）０５—０５２１—０８
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｓｏｆｔ ｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ
性 能软 磁材 料 ３－面 的研 究进 展 。 基 于 放 电 等 离 子烧 结 技 术 ，进 行 了 Ｆｅ基 非 晶软 磁 材 料 的大
尺 寸工 程化 制备 研 究 ，成 功制 备 致 密大尺 寸具 有 优 异 软 磁 性 能 的 Ｆｅ Ｓｉ。Ｂ 。Ｐ 非 晶磁 环 。
通
过 放 电等 离子 烧结 的加 热速 率 控 制放 电脉 冲 强度 ，在低 于 Ｆｅ ｓｉ Ｂ 。Ｐ 非 晶玻 璃 转 变 温度 以
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长 春 工 业 大 学 学 报 （自然 科 学 版 ）
第 ３３卷
０ 引 言
哥 本哈 根联 合 国气 候 变化 大会抛 给公 众一 个 热 词“低 碳 ”，节 能 减排 已成 为 全 人类 共 同关 注 的 焦 点 ，环 境 和能 源 问题 越 来 越 受 到世 界 各 国 的高 度 重视 。今 天 ，我 们生 活在 电气 化时 代 ，但 是 电能 是 如何 得到 的？一 般 说 来 ，电 能 是通 过 发 电机 从 热 能 、水 的动能 、风能 、原子 能等 转换 成 电能 的 ，即 先 将这 些能 量通 过热 机或 水轮 机转换 为机 械 （动） 能 ，再把 机械 能转 换 为 电能 。在 电能 应用 中 ，５０ 以上是 应用 于动 力 机 械 ，即通 过 电动机 将 电能 转 换 为机 械 （动）能 来使用 的。机械 能 和 电能 的相 互 转 换离 不开 电磁 场 ，而软 磁 材 料 的 优劣 决 定 了 电 磁 场 的转换 效率 。为 了减 少 电能在 长途传 送途 中 的损失 ，需要 以变压器 为核 心 的输变 电系统 ，软磁 材 料对 变压 器 的效率起 决 定作用 。磁 性材 料是 国 民经济 中重 要 的基 础 材 料 ，它 不 仅 满足 传 统 工 业 的发展 需求 ，还在 科技 、电子信息 等新 兴技 术 中发 挥 着越 来越 重 要 的 作 用 】。近 年 来 ，出现 了采 用 电驱动 装置 和 电子 控 制装 置 实 现 产 品的 驱 动 、自 动控 制 和多 功能 化 的趋 势 ，关 键 的 核心 材 料 之 一 就 是软磁 材料 。软磁材 料 在各种 器件 中起 到 能量 耦 合传 递及 转换 的作 用 。在能 源 日趋紧 缺和环 境 问题 日趋严 重 的今 天 ，降低 软 磁 材 料 的损 耗 提 高 磁 芯效 率 ，在节 约 能 源及 控 制 环 境 污染 等 方 面 具 有 重 大 意 义 。
ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｅｒｒｉｔｅ ｃｏｒｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｌｏｓｓ ｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ
ｅｎｖｉｒｏｎｍ ｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｈａｓ ｔｈｅ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ．
ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒｅｎｄ， ｔｈｅ ｋｅｙ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ ｓｏｆｔ ｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｍ ａｔｅｒｉａ１ｓ Ｓｏｆｔ ．
ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｄｅｖｉｃｅｓ ｐｌａｙ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｉｍ ｐｒｏｖｅ ．
下 ，一步 法实 现 Ｆｅｒ６Ｓｉ９ ＢｌｏＰｓ非 晶合 金 的块体 致 密化 与纳 米 晶化 ，实验 结 果 表 明，大 的 ＳＰＳ脉
冲 电流促 进纳 米 晶化 形核 过程 ，使 晶化 后 的 晶粒更 加 细 小 均 匀 。重 点介 绍 了微 胞 结构 软 磁 复
合材 料 的制备 原理 、结构特 点 以及 优异 的 电磁 性 能 。最 后展 望 了高 性 能软 磁 材 料 的应 用前 景
ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｓｏｆｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ， ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ａｎｄ ｓｏｆｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｅ ｂｙ ａｕｔｈｏｒ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ
：｛３卷 第 ５期 ２０１２年 ｌ０月
长 春 工 业 大 学 学 报 （自然 科 学 版 ） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａ１ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉ０ｎ）
Ｖ ｏｌ＿３３ Ｎ ｏ．５ Ｏ ｃｔ．２Ｏ１２
高 性 能 软 磁 材 料 的研 究 进 展
赵 占奎 ， 邓 娜 ， 昝 朝 ， 王 明 罡
（长 春 工 业 大 学 先 进 结 构 材 料 教 育 部 重 点 实 验 室 ，吉 林 长 春 １３００１２）
摘 要 ：综述 了软 磁材 料 的研 究现 状 ，以及 作者 近年 来在 非 晶、纳米 晶以及 软磁 复 合材 料 等 高
ｃｏｍｍ ｏｎ ｈｕｍ ａｎｉｔｙ． Ｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂａｓｅ ｍａｔｅｒｉａ１ｓ
，
ｉｎ
ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ａｐｐｅａｒｅｄ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｒｉｖｅｓ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｄｒｉｖｅ，ａｕｔｏｍ ａｔｉｃ
ｙｅａｒｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ａｍ ｏｒｐｈｏｕｓ；ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ；ｓｏｆｔ ｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
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收 稿 日期 ：２０１２－０８—０１ 基 金 项 目 ：国 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （５１０７１０３４）；教 育 部 留学 归 国创 新 团 队项 目；吉 林 省 留学 回 国人 员 创 新 创 业 基 金