【五星版】经典高性能纳米晶磁粉芯制备与应用研究可行性研究报告.doc

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1、【五星版】经典高性能纳米晶磁粉芯制备与应用研究可行性研究报告【五星版】经典高性能纳米晶磁粉芯制备与应用研究可行性研究报告一、选题的必要性1、项目所处技术领域产业政策；当前,科技进步需要各种高性能的电子器件，由此对磁粉芯也提出了更高的要求。为达到高的磁导率、低的损耗、良好的频率特性和温度稳定性，需要不断采用新的材料和新的工艺。本项目是开发一种高性能Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶软磁粉芯，有望替代高端市场上价格昂贵的ＭＰＰ粉芯的部分用途,而且可以得到综合性能较好、满足高频领域高性能要求的电子器件并节能、环保，也可代替需要有隙的铁氧体和硅钢叠片

2、类的用途，且成本很低，使高新技术产业中的磁器件高效化、小型化和轻型化将成为可能。同时，我国有许多发展磁性材料的有利条件，我们要充分利用这个机遇，大力加强铁基纳米晶软磁粉芯的研究与开发，缩短与外国先进技术差距，相信随着新型纳米微晶磁性材料的研究日益深入和广泛，定会迎来一个微晶磁性材料高新技术应用的新时代。并对经济建设、国防实力、学科发展以及社会进步产生一定的影响。为此，本项目所处技术领域产业是我国大力提倡发展的。2、项目所处技术领域技术发展现状；目前，在高端市场上ＭＰＰ粉芯占据了主要份额，但由于ＭＰＰ粉芯的制造工艺复杂、原材料价格昂贵，导致粉芯价格居高不下

3、，在应用范围上受到一定的制约。19XX年，Yoshizawa等人报导了著名的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金，它具有饱和磁感应强度高、磁导率高、稳定性好及热处理后带材变脆容易加工成合金粉等特点。由于其性能优异，价格低廉，其粉末及粉末制品用作磁性器件的研究开发工作相当活跃，Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9【五星版】经典高性能纳米晶磁粉芯制备与应用研究可行性研究报告【五星版】经典高性能纳米晶磁粉芯制备与应用研究可行性研究报告纳米晶软磁粉芯有望替代ＭＰＰ粉芯的部分用途[1],而且可以得到综合性能较好、满足高频领域高性能并节能的电子器件，也可

4、代替需要有隙的铁氧体和硅钢叠片类的用途，且成本很低，使高新技术产业中的磁器件高效化、小型化和轻型化将成为可能。近年来人们对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶软磁粉芯研究有过一些的报道，但国内外这方面也仅是研究报道，应用甚少，未见到上市产品。软磁材料的发展经历了晶态、非晶态、纳米微晶态的历程。纳米晶软磁材料一般是指材料中晶粒尺寸减小到纳米量级（一般≤50nm）而获得高起始磁导率（μi～105）和低矫顽力（Hc～0.5A/m）的材料。迄今为止，已发现的纳米晶软磁合金大都是Ｆｅ基合金，主要有下列两大类：一是ＦｅＣｕＭＳｉＢ型(Ｍ=Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔ

5、ａ)，一是ＦｅＭＢ型(Ｍ=Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ)，由于ＦｅＭＢ型合金需在真空或氩气中制成非晶薄带，成本较高，故对它的研究应用工作相对较少。铁基纳米晶软磁材料中典型的是在Fe-B-Si基合金中加少量Cu和Nb，先用快淬工艺将熔融合金甩成非晶薄带，然后在其晶化温度（≈550℃）进行热处理，生成由直径10～14nmFe-Si体心立方微晶埋在剩余未晶化非晶母体中的合金，标称成分为Fe73.5SixB22.5－xNb3Cu1（通常x=13.5或16.5）。在这种合金中，Nb和Cu的同时存在，Cu和Nb的作用分别是增加晶核数量和抑制晶粒长大以获得超细（纳米级）晶粒结构。

6、正式以纳米磁性材料命名并迅速投入批量生产的，是日立金属（株）于19XX年开发成功的铁基纳米晶软磁合金，商品名Finemet。纳米晶软磁材料由于其特殊的结构，其磁各向异性很小，磁致伸缩趋于零，且电阻率比晶态软磁合金高，而略低于非晶态合金，具有高磁通密度、高磁导率和低铁损的综合优异性能。其性能优于铁氧体与非晶磁性材料。Fe-Cu-Nb-Si-B系纳米材料能够获得软磁性的重点原因是：在Fe-Cu-Nb-Si-B纳米材料中，α【五星版】经典高性能纳米晶磁粉芯制备与应用研究可行性研究报告【五星版】经典高性能纳米晶磁粉芯制备与应用研究可行性研究报告-Fe(Si)固溶

7、体晶粒极为细小，每个晶粒的晶体学方向取决于随机无规则分布晶粒间的交换耦合作用，这种交换耦合作用的结果使得局域各向异性被有效地平均掉，致使材料的有效磁各向异性极低。当材料选定后，磁粉芯的磁导率与绝缘介质的体积百分数成反比，即所占体积愈大，μ愈低，与材料关系不大。一般磁性材料的导磁率总要随磁场和温度而变化。但制成磁粉芯后，磁导率能在很宽的磁场和温度范围内保持恒定值，这是磁粉芯很突出的优点，可见包覆是粉芯工艺中的关键。国外在这方面已做了专门研究，但主要还是按美国专利AMC方法，它是将粉粒先用铬或磷酸盐钝化后清洗，再加水玻璃包覆，然后加入高龄土和滑石粉搅拌均匀。

8、上海钢研姚中等人采用钝化处理，用水玻璃加高龄土烧干后加滑石粉，此包覆取名为MC方