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铁基磁性材料可大幅降低铁芯损耗
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铁基磁性材料可大幅降低铁芯损耗 来自 NIMS、东北大学和 AIST 的研究团队开发出一种全新的技术，可同时调控铁基软磁非晶带材的纳米结构和磁畴结构，使其铁芯损耗相比原始非晶材料降低了 50% 以上。 该新材料在数十千赫兹的高频范围内表现出特别优异的性能——这一频段正是下一代高频变压器和电动汽车驱动电源电路所需的工作区间。此项突破有望推动相关技术的发展，促进更高能效电机的研制，并助力实现碳中和目标。 相关研究成果已发表在 Nature Communications。 在以人工智能数据中心、电动汽车等为代表的应用迅速增长、能源消耗激增的背景下，提高能源利用效率已成为一项关键挑战。 在负责电能变换与供应的电力电子技术中，变压器、电感器等核心部件所使用的软磁材料性能，是提升系统效率的关键因素。软磁材料是一类能快速响应外加磁场的金属材料，而这种快速响应应尽可能伴随最小的能量损耗。 然而，随着电力电子技术工作频率不断升高，这些材料中的能量损耗也随之增加，成为严重的效率瓶颈。 主要成果 联合研究团队开发了一种能够精确调控铁基软磁非晶带材内部纳米结构和磁畴结构的新方法。 利用该技术，他们成功实现了铁芯损耗相较原始非晶带材 降低超过 50% 的改进，尤其是在数十千赫兹的高频区间——这一频段正是高性能变压器和电动汽车驱动电源电路等应用所必需的。 未来展望 研究团队计划使用这一新材料制造变压器等原型器件，并测试其在实际电能转换电路中的集成性能。 More information: Ravi Gautam et al, Ultra-low core loss in Fe-enriched soft magnetic ribbons enabled by nanostructure and high-frequency domain engineering, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63139-1 Journal information: Nature Com |
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