软磁复合材料——电源的新宠

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软磁复合材料——电源的新宠 [复制链接]

经过论证，现在对磁粉芯等已经取得了一致认识，即认为它属于软磁复合材料。软磁
复合材料是将磁性微粒均匀分散在非磁性物中形成的。与传统的金属软磁合金和铁氧体材
料相比，它有很多独特的优点：磁性金属粒子分散在非导体物件中，可以减少高频涡流损
耗，提高应用频率；既可以采取热压法加工成粉芯，也可以利用现在的塑料工程技术，注
塑制造成复杂形状的磁体；具有密度小，重量轻，生产效率高，成本低，产品重复性和一
致性好等优点。缺点是由于磁性粒子之间被非磁性体分开，磁路隔断，磁导率现在一般在
100 以内。不过，采用纳米技术和其他措施，国外已有磁导率超过1000 的报导，最大可达
6000。
软磁复合材料的磁导率受到很多因素的影响，如磁性粒子的成分，粒子的形状，尺寸，
填充密度等。因此，根据工作频率可以进行调整。
磁粉芯是软磁复合材料的典型例子。现在已在20kHz 至100kHz 甚至1MHz 的电感器
中取代了部分软磁铁氧体。例如铁硅铝磁粉芯，硅含量为8.8%，铝为5.76%，剩余全为铁。
粒度为90～45μm，45～32μm和32～30μm。用硅树脂作粘接剂，1%左右硬脂酸作润滑剂，
在2t/cm2压力下，制成13× 8×5 的环形磁芯，在氢气中用673°K，773°K，873°K退火，
使磁导率达到100，300，600。在100kHz 下损耗低，已经代替软磁铁氧体和MPP 磁粉芯
用于电感器中。
已经有人对大功率电源的电感器用软磁复合材料——磁粉芯进行了开发研究。在20kHz
以下，磁导率基本不变。在1.0T下，磁导率为100左右。50Hz～20kHz损耗小，可制成100kg
重量以上的大型的磁芯，而且在20kHz下音频范围，噪声比环形铁氧体磁芯降低10dB。可
以在大功率电源中代替硅钢和软磁铁氧体。
有人用钴/二氧化硅(Co/SiO2)纳米复合软磁材料制作不同于薄膜的大尺寸磁芯。钴粒子
平均尺寸为30μm，填充度40%至90%，经过搅拌后，退火形成Co/SiO2 纳米复合粉，然
后压制成环形磁芯。磁导率在300MHz以下，都可达到16。镍锌铁氧体的磁导率为12，而
且在100MHz 以后迅速下降。证明在高频和超高频下，软磁复合材料也可取代部分铁氧体
市场。