衬底环节是金属材料在半导体器件中的关键环节,所谓衬底即是一种用于制 造半导体器件的材料基底,常见的衬底包括硅、锗、碳化硅等。在生产半导体芯 片的工艺流...
2024-03-05 35 新材料及矿产报告
磁性材料按照磁化后去磁的难易程度可以分为永磁和软磁材料。软磁材料是具有低矫顽 力和高磁导率的磁性材料,易于磁化,也易于退磁,其主要功能是转换与传输电磁能量, 被广泛用于各种电能变换设备中。 软磁材料可分为金属软磁材料、铁氧体软磁材料、非晶和纳米晶软磁材料以及其他软磁 材料。非晶及纳米晶软磁材料与金属软磁材料成分接近,但由于是非晶态结构,故单独 分为一类;近年来应用场景不断扩展的金属磁粉芯是以金属软磁粉为原料,采用绝缘包 覆、压制、退火、浸润、喷涂等工艺技术所制成的磁芯,属于金属软磁材料的一种。铁氧体软磁作为第二代软磁材料于 1935 年问世,适用于高频低功率应用场景。铁氧体 成分为具有磁性的 Fe2O3 与其他金属氧化物配置烧结而成的复合氧化物软磁材料,常 见的铁氧体软磁主要有 MnZn 铁氧体、NiZn 铁氧体和 MgZn 铁氧体 3 大系列。铁氧体 电阻率和磁导率较高,但由于其饱和磁强度较低,导致磁能存储能力较低,故而在磁能 密度要求较高和大功率领域的应用受限,更加适用于高频低功率场景。铁氧体软磁可批 量生产、性能稳定、机械加工性能高,可利用模具制成各种形状的磁芯,广泛应用于电 子元件中,如滤波器、电磁感应线、录像磁头以及汽车中的传感器等。
第三阶段为非晶及纳米晶软磁 第三代软磁材料主要为非晶与纳米晶软磁材料,于 20 世纪 60 年代在美国和日本首次 工业化。非晶合金是通过在金属软磁的冶炼过程中加入玻璃化元素(硅、硼、碳等), 通过快淬技术使其成为非晶态,在保留金属软磁高饱和磁感应强度和高导磁率的同时提 高了电阻率,涡流损耗得以降低,是中、低频领域电能传输优选材料。目前非晶合金薄 带主要应用于全球配电变压器领域,在节能环保方面优于竞争品硅钢。 纳米晶软磁则是在非晶合金的基础上经过高度控制的退火环节,形成具有纳米级微晶体 和非晶混合组织结构的材料。与铁氧体软磁材料、非晶软磁材料等材料相比,纳米晶超 薄带因其高饱和磁度、低矫顽力、高初始磁导率、高居里温度等材料特性可以缩小磁性 器件体积、降低磁性器件损耗,属于新型磁性材料,综合磁性性能更为优异,在追求小 型化、轻量化、复杂温度的场景下,有着显著优势。纳米晶超薄带产品是制造电感、电 子变压器、互感器、传感器、无线充电模块等磁性器件的优良材料,主要应用于消费电 子、新能源汽车、家电、光伏、粒子加速器等领域,满足电力电子技术向大电流、高频 化、小型轻量、节能等发展趋势的要求,目前已在智能手机无线充电模块、新能源汽车 电机等产品端实现规模化应用。
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