宁波材料所在铁基纳米晶软磁合金研究方面取得新进展

作者 aishan: 来源: 小木虫 2300 46 举报帖子

随着电子器件小型化（要求高饱和磁感应强度）和国家节能减排政策的实施（要求低损耗），研究开发同时具有高饱和磁感应强度和低损耗的新型铁基纳米晶软磁合金变得日益重要。对于纳米晶软磁材料而言，要提高合金的饱和磁感应强度，需尽量增加铁含量，并相应减少合金内的非铁磁性类金属元素。但是，这些类金属元素含量的减少会导致纳米晶合金前驱体（非晶）的非晶形成能力的下降，从而给非晶带材的制备带来困难，并导致软磁性能的恶化。因此，迫切需要开发一种制备工艺简单且软磁性能优异的新型铁基纳米晶合金。
中科院宁波材料技术与工程研究所沈宝龙课题组在前期探索发现的具有高饱和磁感应强度和良好软磁性能的FeSiBPCu合金基础上，对合金成分及纳米晶化工艺进行了进一步优化，成功研制出具有更优异性能的FeSiBPCu纳米晶软磁合金。该合金的纳米晶粒尺寸为15nm，微观组织结构的透射电镜图像如图1所示。其饱和磁感应强度达到1.8T，已接近于硅钢，矫顽力仅为1.1A/m（见图2），而铁损则远低于硅钢，在工频条件下（50Hz, 1T）的铁损为0.22W/kg，分别是取向硅钢铁损（0.64W/kg）的三分之一，无取向硅钢铁损（2.0W/kg）的九分之一（见图3）。优良的综合性能使之有望应用于配电变压器、马达以及开关电源等领域。所获研究成果均有自主知识产权。
本研究的相关内容在第56届国际磁学与磁性材料年会（56th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials，Phoenix, USA）上作了报告，得到参会人员的高度评价。相关论文发表在Journal of Applied Physics（111, 07A311, 2012)上。该论文同时被Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology收录。
本研究得到国家863计划（2009AA03Z214）、国家杰出青年科学基金（50825103）、国家自然科学基金（51001112）以及中科院百人计划（KGCX-2-YW-803）的支持。

图1.FeSiBPCu纳米合金微观组织结构的透射电镜图像

图2.FeSiBPCu纳米合金的磁滞回线

图3.FeSiBPCu纳米晶合金在 (a)50Hz及(b)400Hz时的铁损与磁场关系[ Last edited by aishan on 2012-3-5 at 16:00 ]