高性能铁基软磁复合材料(SMC)在低碳经济中的应用

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1、高性能铁基软磁复合材料(SMC)在低碳经济中的应用叶舟(ZHOUYE)H的锄b^B，SE-26383H的anasSweden王是赫格纳斯(中国)有限公目中国±海市青捕区外青栓公路5646号摘要：本文主耍介绍r高性能铁基软磁复合材料(sm)技术，包括该技术的概念，特性与优点，井具体介绍了HSganas公司为不同的应用而研发的Somalop产品这些应用有如电机，快速驱动或脉冲变压器以及电力电子文章还分析了低碳经济(环境保护和节能)为高性能铁基软磁复合材料提供的机遇．挑战和潜在的市场。低碳经济，是指在可持续发展理念指导下。通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段

2、，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护取赢的一种经济发展形态。简单的说，其关键是节能减排和新能源．它将是未来世界发展的大势所趋低碳经济涉及J1泛的产业领域和管理领域，也与磁性材料的发展密切相关因为提高电机效率和节能照明工程是节能的重要措旌之一．而它们都需要磁性材料风力发电和太阳能发电是是重要的绿色新能源，它们也都需要高性能的磁性材料所以说．低碳经济为高性能软磁材料提供了机遇和很大的潜在市场．但也对较碰材料提出了更高的要求，本文将介绍了高性能铁基软磁复合材料(SYC)技术和HSgazis公司为不同的应用而研发的Somalo产

3、产品，以及这些产品在低碳经济中的应用前景。1．高性能铁基软磁复合材料复合软磁材料(SMC)是经压制及热处理，具有三维(3D)磁性性能的金属粉末零件的国际名称。SMC材料由表面绝缘的高纯铁粉颗粒组成(如图1)，这些颗粒经过压制，在一个工序步骤内即可形成具有复杂外形的各向同性的零件(如图2)。产品的性能取决于基础粉末与添加剂以及部件生产过程，这些包括铁基粉的纯度，铁基粉的微观结构，铁基粉的颗粒分布，还包括绝缘镀层和添加剂．部件生产过程包括压制和及热处理。图l复台软磁材料(SMC)08圈2复台软破材料的粉末冶金工艺2．1tSganj．s(赫格纳斯)Somaloy罾技术Soma

4、loy@是H69anas(赫格纳斯)SMC部分的唯一商标。Somaloy@是一个完整的产品系统．技术包括：基粉，粉末的生产工艺，部件的压制和热处理以及应用设计等．Somak)v@和烧结软磁相比，最大的优点是很高的电阻率，它是纯铁的500到5o00倍(如表”。和传统的铁粉芯比，最大的优点是高的磁导率和低铁损．和硅钢比，最大的优点三维(3D)磁路和高频下的低铁损．换句话说频率稳定性好，使用频率范围广．它还有粉末冶金工艺提供的三维3D成形技术．部件精度高，平滑表面和达到95—98％以上的材料利并{率，如图3所示由于这些特点，它能通过新布局的3D磁通路线，较小的绕组线圈体积和内

5、置装配构件使我们的产品结构紧凑和降低重量．它能提供具有快速瞬态响应，快速、精确的驱动和大力矩的高性能产品．它还能通过降低铜和永磁体的成本，简化组装和降低系统成本来降低产品的最终成本．Somaloy彻7被用于结构紧凑和高效率的电机，脉冲变压器如点火系统，快速驱动系统如燃油喷射器，电感元件在电力电子应用还有传感器等，r]▲-材料自阻率l衅mlSinteredlroll01SJntEredFe+045％P0,2SinteredFerrJtlcStainless0,6Somaloy5001P70Somaloy7001P400$omaloy1】0jl0000麓蠹舔粼莓五甓k阉函—

6、_匕圈3：3D碓通路线示意图和内置线圈产品图3．为不同应用而研发的Somaloy∞产品H69anis(赫格纳斯)公司是世界上最大的铁粉和其他金属粉末生产和供应商．在过去的10．15年中，一直致力于高性能铁基软磁复合材料研发和生产，并在提高材料性能方面取得可喜的成绩因为材料性能提高，使许多过去不成功的项目得以实现。Eb不同的．109．Somaloy预压制混合物和部件生产工艺，HSgan五s(赫格纳斯)公司开笈了一系列产品根据性能不同，可分为，1只”和5P系列产品1P系列产品是基初产品”系列产品具有高强度和高磁导率的优点5P系列产品是最新研发的产品，它的特点是铁损很低图4简

7、单的比较了这三系列产品根据应用的不同可分为电机用的Somaloy@产品，快速驱动＆脉冲变压器用Somalop产品和电力电子用Somalo严产品下面将具体介绍这些产品。。悟r1L一●◆⋯Ⅷ1T⋯z¨IⅦ】幽4塾巫出监』＆韭塑』旦亡旦3．1为电机应用而开发的Somaloy唧。品用于电机的硅钢材料是整个粉末冶金烧结材料的几倍，因此在电机上应用金属粉末对粉末冶金(PM)产业是一个很有吸引力的领域。然而，这也是根有挑战性的领域长期以来，电机设计和制造是基于硅钢材料二维磁通量。用SMC材料直接取代硅钢材料往往很难显示其性能或成本的优势。虽有些例外，如