非晶纳米晶软磁材料 1、非晶纳米晶软磁材料非晶/纳米晶软磁材料一．应用领域非晶态软磁合金材料为 20 世纪 70 年月问世的一种新型材料，因具有铁芯损耗小、电阻率高、频率特性好、磁感应强度高、抗腐蚀性强等优点，引起了人们的极大重视，被誉为 21 世纪新型绿色节能材料。其技术特点为：接受超急冷凝固技术使合金钢液到薄带材料一次成型；接受纳米技术，制成介于巨观和微观之间的纳米态(10-20nm)软磁物质。非晶、纳米晶合金的优异软磁特性都来自于其特别的组织结构，非晶合金中没有晶粒和晶界，易于磁化；纳米晶合金的晶粒尺寸小于磁交换作用长度，导致平均磁晶各向异性很小，并且通过调整成分，可以使其磁致伸缩趋近于零。【表 1】列出了非晶/纳米晶软磁材料的典型性能及主要应用领域。近年来，随着信息处理和电力电子技 2、术的快速进展，各种电器设备趋向高频化、小型化、节能化。在电力领域，非晶、纳米晶合金均得到大量应用。其中铁基非晶合金的最大应用是配电变压器铁芯。由于非晶合金的工频铁损仅为硅钢的 1/5～1/3，利用非晶合金取代硅钢可使配电变压器的空载损耗降低 60﹪～70﹪。因此，非晶配电变压器作为换代产品有很好的应用前景。纳米晶合金的最大应用是电力互感器铁芯。电力互感器是特地测量输变电线路上电流和电能的特种变压器。近年来高精度等级〔如 0.2 级、0.2S 级、0.5S 级〕的互感器需求量快速增加。传统的冷轧硅钢片铁芯往往达不到精度要求，虽然高磁导率玻莫合金可以满足精度要求，但价格高。而接受纳米晶铁芯不但可以到达精度要求、而且价格低于玻莫合金。在电力电子领域，随着高频逆变技术的成 3、熟，传统大功率线性电源开头大量被高频开关电源所取代，而且为了提高效率，减小体积，开关电源的工作频率越来越高，这就对其中的软磁材料提出了更高的要求。硅钢高频损耗太大，已不能满足使用要求。铁氧体虽然高频损耗较低，但在大功率条件下照旧存在很多问题，一是饱和磁感低，无法减小变压器的体积；二是居礼温度低，热稳定性差；三是制作大尺寸铁芯成品率低，本钱高。目前接受功率铁氧体的单个变压器的转换功率不超过 20kW。纳米晶软磁合金同时具有高饱和磁感和很低的高频损耗，且热稳定性好，是大功率开关电源用软磁材料的最正确选择。接受纳米晶铁芯的变压器的转换功率可达 500kW，体积比功率铁氧体变压器削减 50﹪以上。目前在逆变焊机电源中纳米晶合金已经获得广泛应用，在通讯、电动交通工具、电...
