【2017年整理】软磁和硬磁.docVIP

PAGE PAGE 4 软磁材料在国内的研究现状和存在的问题 软磁材料的定义：当磁化发生在Hc不大于1000A/m，这样的材料称为软磁体。典型的软磁材料，可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。 软磁材料主要特点：软磁材料（soft magnetic material）具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化，也易于退磁，广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等 。 软磁材料的发展?： 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料——非晶态软磁合金。?????? 中国软磁材料行业存在的问题： 纵观中国磁性材料发展这么多年，取得这样的成绩，主要还是在于生产规模的扩大和生产硬件的投资。大批量产磁性产品的技术性能水平与国际先进水平还有一定的差距。中低档产品价格在无利润边缘竞争，无序而无规则。企业对高技术应用领域的磁性产品开发力度不够，不能首先占领新应用领域。在国内设备制造业没有按照新磁性产品生产需要而更新创新，高档材料的制造设备均靠引进。中国磁性材料与国外差距具体表现在以下几个方面：(1) 产品质量水平存在差距中国软磁材料的研究水平近几年来取得非常显著的进步，与国际同行相比有较大的提高，这主要与各企业以先进的同行为发展与竞争目标分不开，表一是天通软磁材料水平与国际同行相比较结果。中国软磁性材料水平有了一定的提高，但是很多新材料研发成果并没有真正转化为大生产，导致批量产品质量水平仍然存在一定的差距。除了材料水平外，产品性能一致性差、外观差、缺少名牌、供货不及时等因素很大程度上制约了中国磁性材料质量的快速提升。目前中国大批量生产软磁铁氧体的技术质量水平并不高，功率铁氧体的性能相当于日本TDK 公司产品的PC30 和PC40 牌号；高磁导率铁氧体的μ 值约在7000~10000 间；只有极个别单位能稳定小批量生产PC44牌号功率铁氧体和μ 值10000 以上的高磁导率铁氧体。(2) 价格差异从图5 得知，中国磁性材料的平均出口价格约3.6 美元/ 公斤，而平均进口价格则在7 美元/ 公斤左右，中国磁性材料的进出口差价太大。而对于软磁方面，从国际市场售价来看，我国产品十分低廉，家用电器等用大磁芯，每吨售价约在1.5 万元左右，通信用小磁芯每吨售价约在3 万元左右，仅为日本同类产品价格的1/2~1/3。在钕铁錋方面，中国占世界产量的77% 但只拥有57% 的产值，产值与产量比值仅为0.74，远远小于日本的1.81 和欧洲的3.0（具体见图6）。这除了销售渠道的原因外，还与我国产品档次低下、性能一致性差、外观差、缺少名牌、供货不及时等因素有直接关系。我国大多数软磁企业生产长期滞留于低档次产品，一方面影响本身技术水平和管理水平的提高，另一方面由于售价低、赢利水平低下，影响了扩大再生产，造成原材料及能源等资源的浪费，难以形成良性循环。通过适度发展我国高档次软磁铁氧体，对改善现有产品结构、增强竞争力、扩大与变压器、电感器等的配套以及出口创汇力度都具有非常重要的现实意义[1]。 软磁材料的发展趋势： 电子信息产业的高速发展，对高频电感元件(如高频变压器、小型电感器等)也提出了各种新的要求，随之也要求改进和提高作为电感元件的主要组成部分——铁氧体磁芯的性能。因此，对软磁铁氧体材料及磁芯元件也提出了更高的材料标准和要求，如元器件的小型化、片式化、高频化、高性能、低损耗等。在软磁铁氧体中，目前需求量最大及对性能改进要求最为迫切的材料是高频低功率损耗铁氧体材料和高磁导率铁氧体材料。高频低功率损耗铁氧体材料主要用于各种高频小型化的开关电源(如AC-DC、DC-AC 变换器)及显示器回扫变压器等；高磁导率铁氧体材料则主要用于宽带变压器、脉冲变压器用抗电磁波干扰器件等。据报导，这两种材料的产量已经占全部软磁铁氧体总产量的60%以上。对功率铁氧体材料的主要要求是：较高的磁导率（mi?2000）、高的居里温度（Tc）、高表观密度（d）、高饱和磁感应强度（Bs）和高频下的超低磁芯损耗（Pc）。对高磁导率铁氧体材料的主要要求是：高