利用纳米改性技术,通过添加复配纳米分散剂,采用干混技术详解.PDF

  一、项目名称： 高性能软磁铁氧体材料关键技术研发与产业化 二、推荐单位：浙江省科学技术厅  三、拟申报奖种：  国家科技进步奖  四、项目简介： 作为信息产业的重要基础功能材料之一，软磁铁氧体材料及器件主要用于电 子、电气产品中，是能量转换、信号传输和电磁兼容等的必要介质。本项目旨在 降低软磁铁氧体材料的生产能耗，提升产品技术指标，建立产学研基地并为行业 提供技术服务和培养人才。通过近十年的努力，开创了软磁铁氧体材料的预烧新 工艺技术，开发了低功耗、高磁导率等系列高性能软磁铁氧体产品，建设了国家 级产学研平台，服务于磁性材料行业，培养了一批专业人才。项目产品打破了日 本、德国等国在高端 LCD 逆变器、射频放大器等宽频带软磁铁氧体器件、开关 电源变压器等方面软磁铁氧体材料的垄断地位，形成了自主知识产权的软磁铁氧 体知识体系，获得了 10 项授权发明专利，发表高质量学术论文 13 篇，主要创新 点如下： 利用纳米改性技术，通过添加复配纳米分散剂，采用干混技术代替传统软磁 铁氧体预烧料的湿法喷雾干燥造粒技术，能耗从 0.26 吨标煤/ 吨降到 0.19 吨标煤 / 吨；②确定了高初始磁导率、高饱和磁通密度、低功耗性能所对应的最佳三元 系配方，开发的功率锰锌铁氧体 DMR90 材料与传统主流 DMR40 材料相比，在 饱和磁通密度提高了 15％的情况下，功耗反而降低了 22 ％；③提出了铁氧体晶 粒内部离子取代和晶粒外部包裹的复合纳米添加剂模型，提高了晶粒内电阻和晶 界电阻，控制晶粒均匀生长。开发的高磁导率锰锌铁氧体 R15kTF 材料与传统 R15k 材料相比，比损耗系数降低 5 倍，居里温度提高了 20 ℃；④利用固相反应 动力学、相图、磁化机制及多相固熔理论，建立了软磁铁氧体材料烧结曲线，在 控制 Mn 和 Fe 离子变价、二价铁离子浓度、抑制锌元素的挥发等方面开展研究 工作，确定了升/ 降温速率、烧结时间、氧分压等关键工艺参数，使烧结温度降 低了 30～50℃；⑤设计了新的热量传输和控制系统，提高了窑炉温区均匀性和 控制精度，降低了烧结成本，提高了成品率，使电耗从每吨 2700 千瓦时下降到 2000 千瓦时。 五、主要完成人及技术贡献 1、葛洪良 委托项目负责人，负责组织实施以及协调等工作，主要开展软磁铁氧体的基 础理论、配方设计及烧结工艺的研究工作，协助完成产品的产业化工作。投入研 发工作量占本人工作量的75％。 负责组建浙江省磁性材料试验基地（暨中国计量学院东磁研究院），属省级 重点实验室，担任浙江省磁性材料试验基地（中国计量学院东磁研究院）主任。 负责建设国家磁性材料及其制品质量监督检验中心，并顺利通过验收，成为国家   检测中心的第一任主任。对创新点一、二、三有贡献。见附件中成果鉴定证书、 项目合同、获奖情况、成果登记证书、承担项目、学术论文。 2、何时金 作为横店集团东磁股份有限公司的法人代表，监督项目的实施与管理，总体 负责产品产业化工作，协调生产管理与推广销售。投入研发工作量占本人工作量 的80％。 在研究工作中主要具体配合完成配方的优化、烧结工艺的探讨、添加剂的选 择、工艺的集成以及磁路的设计等研究工作。对创新点一、二、三、四有贡献。 见附件中发明专利证书、成果鉴定证书、获奖情况、成果登记证书。 3、王新庆 在项目中主要负责高性能软磁铁氧体材料以及器件等产品的基础理论、纳米 掺杂技术、微观结构表征与分析等工作，协助建设浙江省磁性材料试验基地与国 家磁性材料及其制品质量监督检验中心的建设工作。投入研发工作量占本人工作 量的75％。 具体参与配方优化、烧结工艺的探讨、添加剂的选择等研究工作，将工作重 点放在干法工艺的探索方面，有效降低了软磁铁氧体工艺成本和能耗；同时采用 纳米复合掺杂技术对铁氧体晶粒进行外部包裹，有效提高软磁铁氧体的晶界电 阻，降低功耗。对技术创新点一、二有贡献。见附件中成果鉴定证书、获奖情况、 成果登记证书、承担项目、学术论文。 4、包大新 作为横店集团东磁股份有限公司东磁研究所所长，主要联系中国计量学院东 磁研究院的工作，监督项目的具体实施与管理。投入研发工作量占本人工作量的 70％。 在工作中