软磁材料行业报告：无线充电（28页）

行业报告下载 2020年02月26日 07:15 管理员

磁性材料是指具备强磁性的物质，按使用可分为软磁材料、硬磁材料和功能磁性材料。软磁材料在磁场作用下非常容易磁化，同时取消磁场后又很容易退磁化，具有较高的磁导率、较高的饱和磁感应强度、较小的矫顽力，磁滞损耗小，应用于变压器、继电器、电感铁芯、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩、电机定子转子等。而硬磁材料通常难磁化、难退磁、剩磁高、矫顽力大，主要作为磁场源用于储藏和供给磁能，应用于各种电机、仪表、设备等。

从软磁材料的发展历程来看，经历了金属软磁材料——铁氧体软磁材料—— 非晶软磁材料——纳米晶软磁材料的过程，向综合性能更优化方向发展。金属软磁：金属软磁是最早出现的第一代软磁材料，最早可追溯到 19 世纪中期，电动机和发电机的发明使得以硅钢为代表的金属软磁材料得到了迅速的发展，此后二元系（铁镍、铁铝、铁钴等）、三元系（铁硅铝、铁钴钒、铁镍钼等）等多元合金软磁材料相继问世，这些材料在高频应用时的损耗情况相较于 Fe-Si 系软磁合金材料明显优化。但金属软磁材料的电阻率总体较低，在高频下会产生较大的涡流损耗，随着使用频率的提高，其应用逐步受到限制。

铁氧体软磁：20 世纪 30 年代，第二代软磁材料——铁氧体软磁出现，最早由荷兰 Philip 实验室的 Snoek 研制成功，其电阻率高，相较金属软磁可适用于更高频的应用。常见的软磁铁氧体包括锰锌（MnZn）铁氧体、镍锌（NiZn）铁氧体和镁锌（MgZn）铁氧体，铁氧体软磁材料在 20 世纪 50-80 年代经历了黄金发展时期，并广泛应用于偏转线圈、变压器、电感器以及扼流圈等电子元件，逐步在电脑、办公自动化等电子信息技术领域及视听设备、家用电器、绿色照明等终端产业领域实现快速渗透。铁氧体软磁虽然在高频段应用时的损耗较金属软磁大大降低，但饱和磁感应强度明显低于金属软磁材料，此外，铁氧体软磁的初始磁导率不高，在磁能密度较高的低频强电和大功率领域的应用受到限制。

非晶软磁：非晶软磁材料的研发始于 20 世纪 60-70 年代，80 年代美国 Allied Signal 公司建成 7000 吨非晶带材生产厂，并先后推出命名为 Metglas 的铁（Fe）基、钴（Co）基和铁镍（Fe-Ni）基系列非晶合金带材，成为非晶合金实现产业化的重要标志。非晶软磁材料是通过在某些金属软磁（含铁、镍等铁磁性元素）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。非晶软磁的饱和磁感应强度高于铁氧体软磁，同时电阻率大大高于金属软磁材料，综合性能较第一代金属软磁和第二代铁氧体软磁更优。但非晶软磁在部分性能上仍存在一定的局限性，如铁基非晶初始磁导率相对不高，磁致伸缩系数较大，弱场磁性较差；钴基非晶饱和磁感应强度相对较低，在磁性器件体积的小型化方面存在一定局限，且钴含量高导致价格较高；铁镍基非晶居里温度相对较低一些，热稳定性较差。纳米晶软磁：纳米晶软磁是在非晶合金的基础上通过特殊的热处理工艺得到的晶粒在纳米级别的软磁合金，最早是在 1988 年由日本日立金属的 Yoshizawa 等人研发。纳米晶软磁相较于金属软磁、铁氧体软磁、非晶软磁具备更加优异的综合软磁性能，因此成为高频电力电子应用的理想材料，同时也更加适应小型化、集成化的发展趋势。以安泰科技的纳米晶带材为例，纳米晶软磁材料具备以下特性。

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