软磁材料经历了金属-铁氧体-非晶-纳米晶的发展历程

　   磁性材料是指具备强磁性的物质，按使用可分为软磁材料、硬磁材料和功能 磁性材料。软磁材料在磁场作用下非常容易磁化，同时取消磁场后又很容易 退磁化，具有较高的磁导率、较高的饱和磁感应强度、较小的矫顽力，磁滞 损耗小，应用于变压器、继电器、电感铁芯、继电器和扬声器磁导体、磁屏 蔽罩、电机定子转子等。而硬磁材料通常难磁化、难退磁、剩磁高、矫顽力 大，主要作为磁场源用于储藏和供给磁能，应用于各种电机、仪表、设备等。

　　从软磁材料的发展历程来看，经历了金属软磁材料——铁氧体软磁材料—— 非晶软磁材料——纳米晶软磁材料的过程，向综合性能更优化方向发展。

　　金属软磁：金属软磁是出现的**代软磁材料，可追溯到 19 世纪中期，电动机和发电机的发明使得以硅钢为代表的金属软磁材料得 到了迅速的发展，此后二元系(铁镍、铁铝、铁钴等)、三元系(铁硅铝、 铁钴钒、铁镍钼等)等多元合金软磁材料相继问世，这些材料在高频应 用时的损耗情况相较于 Fe-Si 系软磁合金材料明显优化。但金属软磁材 料的电阻率总体较低，在高频下会产生较大的涡流损耗，随着使用频率 的提高，其应用逐步受到限制。

　　铁氧体软磁：20 世纪 30 年代，第二代软磁材料——铁氧体软磁出现， 由荷兰 Philip 实验室的 Snoek 研制成功，其电阻率高，相较金属软 磁可适用于更高频的应用。常见的软磁铁氧体包括锰锌(MnZn)铁氧体、 镍锌(NiZn)铁氧体和镁锌(MgZn)铁氧体，铁氧体软磁材料在 20 世 纪 50-80 年代经历了黄金发展时期，并广泛应用于偏转线圈、变压器、 电感器以及扼流圈等电子元件，逐步在电脑、办公自动化等电子信息技 术领域及视听设备、家用电器、绿色照明等终端产业领域实现快速渗透。 铁氧体软磁虽然在高频段应用时的损耗较金属软磁大大降低，但饱和磁 感应强度明显低于金属软磁材料，此外，铁氧体软磁的初始磁导率不高， 在磁能密度较高的低频强电和大功率领域的应用受到限制。

　　非晶软磁：非晶软磁材料的研发始于 20 世纪 60-70 年代，80 年代美国 Allied Signal 公司建成 7000 吨非晶带材生产厂，并先后推出命名为 Metglas 的铁(Fe)基、钴(Co)基和铁镍(Fe-Ni)基系列非晶合金带 材，成为非晶合金实现产业化的重要标志。非晶软磁材料是通过在某些 金属软磁(含铁、镍等铁磁性元素)的冶炼过程中加入玻璃化元素(硅、 硼、碳等)，通过快淬技术使其成为非晶态。非晶软磁的饱和磁感应强度 高于铁氧体软磁，同时电阻率大大高于金属软磁材料，综合性能较代金属软磁和第二代铁氧体软磁更优。但非晶软磁在部分性能上仍存在 一定的局限性，如铁基非晶初始磁导率相对不高，磁致伸缩系数较大， 弱场磁性较差;钴基非晶饱和磁感应强度相对较低，在磁性器件体积的 小型化方面存在一定局限，且钴含量高导致价格较高;铁镍基非晶居里 温度相对较低一些，热稳定性较差。

　　纳米晶软磁：纳米晶软磁是在非晶合金的基础上通过特殊的热处理工艺 得到的晶粒在纳米级别的软磁合金，在 1988 年由日本日立金属的 Yoshizawa 等人研发。纳米晶软磁相较于金属软磁、铁氧体软磁、非晶软 磁具备更加优异的综合软磁性能，因此成为高频电力电子应用的理想材 料，同时也更加适应小型化、集成化的发展趋势。以安泰科技的纳米晶 带材为例，纳米晶软磁材料具备以下特性：1)高饱和磁感、高磁导率： 铁基纳米晶软磁合金可同时具有高饱和磁感应强度(1.25T)和高的初始磁导率(>80000)，有利于铁芯向体积小、高精度发展。2)低损耗：相 当于铁基非晶 1/5 的铁损，100kHz，300mT 下损耗低至 50W/kg，更低的 温升;3)低矫顽力：静态下矫顽力低至 1.5A/m 以下;4)低磁伸：接近 于零的饱和磁致伸缩系数，因而可实现极低的工作噪音;5)优异的温度 稳定性：在-50℃~150℃温度区间内材料性能的变化率范围±10%;6) 优良的频率特性：在较宽频率范围内具有出色的磁导率特性及低的损耗; 7)磁性能的可调性：可通过施加不同强度的横磁、纵磁或不加磁场的热 处理获得不同类型的磁性能，如低剩磁型、高矩形比型、高磁导率型等。

　　以上就是本篇文章的全部内容,如果您想要了解更多关于软磁行业的相关知识,请关注本网站!