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.pdf

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 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。 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。这 制取结构为非晶态的 FeNbCuSiB合金带材，经热处理后获得了直径为 10—20 nm （纳米）（100—200 ? 晶软磁合金材料。 ，又发展了一系列纳米晶软磁合金材料，例如： Suzuki 及 M.A.Willard 等人又分别推出 Nanoperm和 Hitperm 新型 S 磁合金牌号和性能。由表 1 可以看出， Finemet 合金的综合优势主要表现在：①饱和磁感 B （1.35T ）可接近 Fe 3 了Co 基非晶合金的水平；③高频损耗 P 0.2 /100K （38.2W/kg 或 280KW/m）达到了 Co基非晶合金的水平，仅为 合金，几乎是 Co基非晶合金和 MnZn铁氧体的 3 倍；这些正是 Finemet 合金倍受人们重视的原因所在。 anoperm纳米晶软磁合金的有效磁导率 μe(1k) 和高频损耗 P0.2/100K 均已达到 Finemet 合金的水平，而饱和磁感 Bs（ 说明Nanoperm合金较 Finemet 合金具有更为广泛的应用范围和更好的温度稳定性，可以说是一种极有应用潜力的纳 上发展起来的具有高饱和磁感和高居里温度的纳米晶软磁合金，由于该合