软磁材料开发应用新热点
许佳辉，张瑞标，邵
峰
(天通控股股份有限公司，浙江海宁314412)
摘
要：从NFC（近场通信技术）、无线充电技术、逆变器技术、SMC（复合软磁材料）技术、脉冲功率
技术等几个技术领域介绍了软磁材料最新开发应用热点，针对不同技术领域对软磁材料及产品的技术要求，展望中国软磁材料及产品开发应用方向。
关键词：软磁材料；近场通信；无线充电；逆变器；脉冲功率技术中图分类号：TM271+.2
文献标识码：A
文章编号：1001-3830(2014)03-0068-05
Newfocusofdevelopmentandapplicationofsoftmagneticmaterials
XUJia-hui,ZHANGRui-biao,SHAOFeng
TDGHoldingCo,Ltd,Hanning314412,China
Abstract:Thispaperintroducesthenewfocusofdevelopmentandapplicationofsoftmagneticmaterialsin
severaltechnicalareas,suchasnearfieldcommunication(NFC),wirelesscharging,inverter,softmagneticcomposite(SMC),pulsedpowertechnology,etc..Onthisbasis,thispapergivesaprospecttodevelopmentandapplicationofChina’ssoftmagneticmaterialsaccordingtotechnicalrequirementsforsoftmagneticmaterialsandproductsfordifferentapplicationfields.
Keywords:softmagneticmaterial;
pulsedpowertechnology
nearfieldcommunication（NFC）;wirelesscharging;inverter;
1引言
软磁材料因具有磁电转换的特殊功能，是一种具有广泛应用的功能材料，随着当今信息技术的发展和科技水平的不断提高，软磁材料这个已有200余年历史的常青树呈现出新的应用热点，在近场通信、无线充电、光伏发电等新领域焕发出耀眼的光芒。作为一家成立近30年，集研发与生产于一体的高新技术企业，我们时刻关注软磁材料新变化，关注创新，关注市场，以市场为导向，提升公司产品技术水平。在当今手机多媒体化、电脑笔记本化、电视平板化、汽车电子化、照明节能化[1]的形势下，新应用热点的出现既是中国软磁铁氧体材料行业的新发展新挑战，同时也是每一个软磁铁氧体企业的新发展新挑战。
收稿日期：2013-10-10通讯作者：许佳辉68
修回日期：2013-12-01E-mail:[email protected]
2近场通信技术
近场通信技术(NearFieldCommunication,
NFC)是由飞利浦公司发起、诺基亚、索尼等著名厂商联合推出的一项以手机为载体，把非接触式IC卡应用结合于手机中，以卡、阅读器、点对点三种应用模式，实现手机支付、数据传输、积分兑换、电子票务、身份识别、防伪、广告等多种应用的技术服务[2]。NFC技术具体应用可以分为以下三种：
NFC手机终端可以模拟成为一张普通的非接触卡，主要用于支付、票务、门禁、考勤等场景，装载在
NFC安全模块中；NFC手机终端可以读取非接触标签中的内容，例如虚拟书签、广告等，装载在
NFC手机客户端上；两个NFC设备可以近距离内互相直接传递数据，例如图片、音乐、通讯录等，
NFC的应用如图1所示。装载在NFC手机客户端。
NFC最初是射频识别（RFID）技术与网络技术的简单合并，是基于频率为13.56MHz的射频识
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标签
几厘米
非接触式读卡机
近场通信设备
其它近场通信设备
图1NFC技术具体应用
图2
NFC软磁屏蔽材料在三星S4
中的应用
别技术，现已经演变成一种短距离无线通信技术，发展态势相当迅速[2]。但是，射频识别对某些介质很敏感，如水、金属等都会影响NFC的识别，同时电磁波在媒介表面或内部的反射、折射、衰减等效应往往会使标签的读写距离缩短，从而影响整个系统的性能。在自由空间中，NFC标签(目标设备)中的环状金属天线可以轻松耦合到NFC发射设备发出的电磁场能量及信息。但是，如果将NFC标签系统集成于移动手持设备中(例如手机、PDA、平板电脑等)，则会遇到复杂的金属环境，金属环境对发射机发出的信号产生严重干扰，使集成于手持设备中的接收天线无法耦合到足够能量，更无法读写发射机发出的有效信号[3]。
为了保证集成了NFC功能的移动手持设备对发射机信号的正常读取，目前采用的方法是在金属（环境）与天线之间增加一层软磁屏蔽材料如图2所示，起隔断金属（环境）产生的感应电涡流的作用，同时保持信号强度，实现高的磁性收敛效果，提高天线的接受灵敏度和NFC读写器的接收灵敏度，增大标签的读写距离[3]。目前，在所使用的软磁屏蔽材料中，磁性材料的组成主要有铁氧体系列和铁磁性金属合金两大系列[4]。其中，典型铁氧体材料主要是MnZn、NiZn铁氧体材料，具有高磁导率以及高电阻率等优点；典型金属软磁材料主要是
图3NFC铁氧体片生产工艺流程
片材加工成35×35mm、40×40mm、40×60mm等不同规格。目前，我公司用以生产铁氧体柔性薄片主要是TRF125、TRF160材料。
目前，基于NFC技术的手机一卡通已开始崭露头角，采用NFC手机实现开门、停车、移动支付等方式成为时尚热点。可以说，随着NFC应用市场的逐渐拓展，作为NFC天线的核心部件铁氧体也成为产业发展热点。天通拥有三十年专业软磁铁氧体的生产经验，自2011年开始NFC铁氧体磁片的研发，拥有独有的产品生产专利，在2012年就实现批量生产，产品性能达到日韩同系列产品水平。此外，最新ABI市场研究指出，2011年全球
FeSiAl系列和FeSi系列金属软磁材料，其饱和磁感应强度Bs是铁氧体材料的2~3倍，可应用于高频段。
目前，NFC铁氧体柔性薄片生产商韩国AFS（AmotechFerritesheet，Amotech铁氧体片）采用了如图3所示生产工艺：混料→球磨研磨→传输送从图3中可料→切片→堆垛→压制→切片→烧结。
以看到，铁氧体柔性薄片可根据客户使用要求在高温烧结前加工冲压切片，可以将125×125mm的
NFC手机出货量为3500万台，2012年达到1.25亿台，预计2013年将达到2.85亿台。由此可见，随着NFC技术的日趋完善及应用热点的多点开花，NFC用铁氧体软磁薄片必将占据软磁材料的一席之地。
3无线充电技术
无线充电技术主要通过电磁感应、电磁共振、
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射频、微波、激光等方式实现非接触式的电能传输。根据在空间实现无线电力传输供电距离的不同，可以把无线电力传输形式分为短程、中程和远程传输三大类[5]。(1)短程传输：通过电磁感应电力传输技术来实现，传输功率大，能达几百千瓦，其传输距离上限是10cm左右，一般适用于小型便携式电子
（与市电相连）和接收端（一般嵌入到手机等终端设备），发射端（送电线圈）能量通过电磁感应（见，接受端图4）的方式传输到接受端（受电线圈）再经过整流、电压调节后为设备充电，从而实现能量传输[7]。在无线充电技术的具体应用中，在发射端和接收端设置屏蔽磁片用以增高感应磁场和屏蔽线圈干扰，提高无线充电效率，见图4、图5。
界面
移动设备
永磁铁
次级线圈
屏蔽磁片
(2)中程传输：通过电磁耦合共振电力传输技设备。
术或射频电力传输技术实现，中程传输可为手机、
MP3等仪器提供无线电力传输。前者所采用磁场弱于电磁感应技术，传输功率可达几千瓦，传输距离可达3～4m；后者传输距离10m，但传输功率小至几毫瓦至百毫瓦。(3)远程传输：通过微波电力传输技术或激光电力传输技术来实现，对于太空科技领域如人造卫星、航天器之间的能量传输以及新能源开发利用等有重要的战略意义。
目前，无线充电技术共有三大阵营，诺基亚、
发射端
屏蔽磁片
图4软磁屏蔽片应用
LG电子等采用“WirelessPowerConsortium”的Qi标准，DuracellPowerma、谷歌、AT&T和星巴克采用“PowerMattersAlliance”标准，三星等20家公司采用“AllianceforWirelessPower(简称‘A4WP’)”标准。其中，Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟（WirelessPower
Consortium，以下简称“联盟”）推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征。首先，不同品牌的产品，只要有一个Qi的标识，都可以用Qi无线充电器充电。其次，它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈，在不久的将来，手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电，为无线充电的大规模应用提供可能。
我国在无线充电技术领域的起步滞后于国外，目前还处于研究的初级阶段。随着各项技术的成熟以及无线充电需求的增加，无线充电技术的发展领域呈扩大化趋势[6]。无线充电技术的应用已经从最开始的低功耗便携式电子产品领域发展到了家电领域（净水器、吸尘器、冰箱、洗衣机等）、医疗器械领域（心脏起搏器、心脏调节器与内窥镜等）、轨道交通领域（电动汽车、动车组、矿井车）、太空领域（太阳能电站）、军事领域等。
智能手机等电子产品无线充电功能是无线充电技术短程传输（电磁感应技术MI）的具体应用，去年的诺基亚纽约发布会上，诺基亚Lumia920向外界展示了回家以后随手把手机放上充电垫边充电边听音乐的场景。该种无线充电设备包括发射端
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应用频率材料选择材料特点
图5三星S4发射端软磁屏蔽片
按照接受端放置方式，无线充电发射端分为固定位置型、单线圈自由位置型和多线圈自由位置型，因发射端的差异对铁氧体产品的要求也有所不同，见表1[7]。无线充电接收端一般都嵌入到终端设备里边，如手机、数码相机、MP3等，软磁片主要屏蔽充电磁场对终端设备的干扰。其对材料的要求与发射端一样，用到的材料包括MnZn功率类和高频NiZn类铁氧体材料，另外，无线充电接收端对软磁片尺寸精度要求较高。
表1
固定位置型110~205kHzTN40L(NiZn)损耗小、高频
磁屏蔽效果好
发射端铁氧体片材料选择
单线圈自由位置型多线圈自由位置型
140kHz流延片(NiZn)可靠性高
105~113kHzTPB22(MnZn)有高Bs、低损耗
无线充电技术除了可在智能手机应用之外，还可以应用在混合动力电动汽车、纯电动汽车上。面
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向汽车用途的无线供电方式大致有三种：电磁感应方式、电波方式以及电磁共振方式。在汽车无线充电技术的各种方法中，最被看好的是电磁感应方式和磁场共振方式两种。从传输距离这一点来看，后者在技术上的优势更为突出，在市场开拓方面，电磁感应方式处于领先地位，而在技术开发方面比较活跃的则是共振方式。
随着日益严苛的节能减排要求，混合动力新能源汽车已经进入了市场成熟期，而纯电动汽车应用规模较小，小区域范围内运行的出租车及私人租赁车可能成为纯电动汽车发展的一个突破口。纯电动汽车充电装置的电磁感应式充电系统在充电站端和汽车端各有一个软磁铁氧体材料制成、绕有线圈的大型扁平罐形磁芯[1]。在充电时，两线圈靠近构成一个变压器，靠初次级间的磁感应耦合将高频交流电能由充电站馈送于电池组，TP4A、TP4D等低损耗功率铁氧体是制作磁耦合装置较适合的软磁材料。
目前，阻碍无线感应式充电技术大规模运用最大问题是没有完全统一的标准，其次是对于辐射的担忧，但是我们可以想象：将来，一个如通信网络一样的汽车动态无线充电网络，将动态无线充电技术应用到每条主干道和高速公路上，让许多辆新能源汽车同时享受无线充电的方便，而且动态无线充电甚至能使电动车的长途行驶成为可能。
表2
矽钢片/硅钢片非晶带材铁硅高磁通磁粉心
逆变器用磁性材料特点比较[8]
交流损耗（减序）MnZn铁氧体铁镍钼磁粉心非晶带材铁硅铝
成本（减序）MnZn铁氧体铁粉心铁硅铝铁硅
直流偏置（增序）
优势，但目前小功率微逆变器用软磁材料还是以铁氧体为主，大功率逆变器用软磁材料以块状铁硅、铁硅铝材料的堆叠为主，大型变压器以硅钢片为主，但硅钢片有被非晶带材取代的趋势。
高铁、地铁现代轨道交通工具以及新能源汽车中存在着大量的电源转换系统，在110VDC-DC、
24VDC-DC变换器中，主变压器选用了大尺寸EE型高饱和磁通密度和低损耗的锰锌铁氧体材料，输出滤波电感则选用具有良好直流叠加特性的铁硅铝环形粉心；在主牵引逆变器、辅助逆变中，则采用了具有优良低频大电流特性和屏蔽效果的罐型磁粉心作为抗干扰滤波电抗器磁心[1]。
2012年11月28日，“金太阳示范工程项目”海宁皮革城3.6兆瓦光伏发电示范项目，全国首家分布式光伏发电接入在海宁中国皮革城顺利通过验收，并正式并网试运行。天通公司在光伏逆变器用磁性材料的研发及产业化投入了大量研发力量：
(1)针对光伏逆变器中功率电感的性能要求（高温高饱和磁通密度、低损耗），开发了高Bs低损耗MnZn材料TPB15；(2)针对光伏逆变器中的高频隔离式变压器的性能要求（高频低损、高饱和磁通密度），开发了高频低损耗太阳能光伏逆变器用MnZn材料TP5I[9]；(3)针对光伏逆变器中的EMI滤波电感的性能要求，开发了高直流叠加低损耗FeSiA1磁粉心[10]。
虽然全球经济危机以及自身产能过剩等问题，影响了新能源产业的发展进程，但实现低碳经济，寻求替代能源是未来的发展趋势。中国已发布《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，
4逆变器技术
逆变器又称逆变电源，是一种电源转换装置，可将直流电转换成不同类型的交流电，其原理如图
6所示，升压Boost电路和EMI滤波器电路中的电感需要具有以下特性：（1）提供不饱和情况下的电（3）提感储能，（2）展现EMI/RMI所需的性能，供需求的效率和热稳定性，（4）最大限度地减少音频噪声，（5）尽可能缩小体积，降低成本[8]。
2013～2015年，我国将年均新增光伏发电装机容量1000万千瓦左右，到2015年总装机容量达到
3500万千瓦以上，因此光伏产业将是今后重点新能源发展的领域。随着技术进步引领的成本不断下降，平价上网之后，在未来几年中国光伏逆变器市场将保持高速增长。
图6逆变器原理
表2给出了适用于逆变器用的磁性材料特点比较。可以看到，就直流偏置性能、交流损耗、成本三个方面来说，硅钢片、非晶带材、磁粉心各有
5复合软磁材料
复合软磁材料(SMC)，也称“绝缘包覆铁粉”
，
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磁性材料及器件
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通常选用高纯铁粉为基材，经有机材料和无机材料绝缘包覆处理，利用粉末冶金技术使混合粉末成为各向同性的体材料，是近来逐渐发展起来的一种新型铁基粉末软磁材料，对降低涡流损耗效果明显，其结构如图7所示。以往生产铁粉基软磁材料时，使用较多的是利用合金添加剂来提高材料电阻率，降低涡流损耗，如铁-硅合金、铁-磷合金、铁-镍合金等，但这样会降低饱和磁通密度，商业成本较高，且仅适用于直流或较低频率交流装置[11]。
利用SMC材料生产各类铁心具有许多突出的（1）各向同性：这大大增加了设计自由度，优点[12]：
单位重量可获得更大转矩以及更大的铜填充率，实现重量更轻、体积更小的目的；（2）利用粉末冶金技术能压制成型为最终形状的产品，材料利用率提高，成本损耗降低，产品控制更精准，复杂形状加工能力更强；（3）SMC电机可采用模块式结构，装卸方便，使材料回收和再利用容易，
有利于环保。
绝缘介质
SMC材料分类有机绝缘包覆铁
表3SMC材料分类
成分
铁粉+树脂+润滑剂
铁粉+树脂+润滑剂+无机氧化物/碳化物/氮化物
铁粉+磷酸盐+树脂+润滑剂铁粉+磷酸盐+陶瓷粉+润滑剂
多组分介电材料包覆铁粉无机-有机结合绝缘包覆铁粉无机氧化物包覆SMC材料
AisinSeiki公司已将新型SMC材料制造的ABS刹车伺服马达投入生产，这是用SMC材料生产的马达首次应用于日本的汽车制造行业中，开辟了
SMC材料应用的新领域。除电机外，SMC材料还可广泛应用于工频至高频的变压器、传感器、扼流圈、噪音过滤器、燃料喷射器等装置中。根据目前研究进展来看，今后的研究可以从以下三个方面展开：（1）开发新型高温绝缘包覆材料及包覆工艺，（2）铁粉纯度对性能影响的改善SMC材料性能；
研究；（3）绝缘包覆铁粉的氧化过程[12]。
6脉冲功率技术
脉冲功率技术是一门新兴的技术，是研究产生各种强电（准确波形的纳秒高压）脉冲功率输出的发生器系统及其相关技术，实质是将脉冲能量在时间尺度上进行压缩，以获得在极短时间内（20~100ns）的高峰值功率输出。在脉冲功率技术
图7SMC材
(a)叠层硅钢片(b)SMC材料
领域中，常需要103~106V的高功率脉冲电压[14]，而脉冲变压器是用来产生高压脉冲的主要技术手段之一，利用铁心的磁饱和性能把输入的正弦波电压变成窄脉冲形输出电压的变压器，广泛应用于雷达、通信、加速器和高能物理等领域。
脉冲变压器对铁心材料的要求为：（1）高饱和磁通密度Bs；（2）高的脉冲磁导率，能用较小的铁心尺寸获得足够大的励磁电感；（3）大功率单极性脉冲变压。高压大功率脉冲变压器的铁心材料必须（2）高具备如下特性：（1）高饱和磁通密度Bs；的脉冲磁导率，能用较小的铁心尺寸获得足够大的励磁电感；（3）大功率单极性脉冲变压器要求铁心具有大的磁密增量ΔB，使用低剩磁材料;当采用附加直流偏磁时，要求铁心具有高矩形比，低矫顽力
料结构示意图图8同步电机中两种材料的定子
叠层硅钢片和软磁铁氧体是两类传统的磁心材料。硅钢片应用于直流和较低频率交流，具有高磁通密度和磁导率；但随着频率增高，涡流损耗急剧增大。铁氧体铁心虽然高频磁性能优良，电阻率高、铁损低，但存在磁通密度低的缺点。它们均在交流设备小型化过程中遇到了困难。目前，利用粉末冶金技术生产SMC材料已成为研究和开发的热点。研究表明，如果SMC材料能同时满足高磁导率、高磁通密度、低铁损的要求，将能弥补叠层硅钢片和铁氧体铁心在中、高频使用时性能的不足[13]。
目前绝缘包覆材料主要以有机聚合物和无机氧化物为主。根据绝缘包覆材料的不同，SMC材料大概可以分为几类，见表3[12]。
用SMC材料生产具有复杂形状和磁路或在较高频率下工作的电机更具有绝对优势，见图8。在汽车行业，运用SMC材料可生产体积更小/重量更轻的新型辅助电机和传感器，发展潜力巨大。日本
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Hc；（4）小功率脉冲变压器要求铁心的起始脉冲磁导率高；（5）损耗小；（6）良好的温度稳定性及频率特性[15]。
目前，变压器铁心材料主要有铁氧体材料（高、坡莫合金（~4kHz）频）、铁基非晶材料（~15kHz）
（下转80页）
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通常选用高纯铁粉为基材，经有机材料和无机材料绝缘包覆处理，利用粉末冶金技术使混合粉末成为各向同性的体材料，是近来逐渐发展起来的一种新型铁基粉末软磁材料，对降低涡流损耗效果明显，其结构如图7所示。以往生产铁粉基软磁材料时，使用较多的是利用合金添加剂来提高材料电阻率，降低涡流损耗，如铁-硅合金、铁-磷合金、铁-镍合金等，但这样会降低饱和磁通密度，商业成本较高，且仅适用于直流或较低频率交流装置[11]。
利用SMC材料生产各类铁心具有许多突出的（1）各向同性：这大大增加了设计自由度，优点[12]：
单位重量可获得更大转矩以及更大的铜填充率，实现重量更轻、体积更小的目的；（2）利用粉末冶金技术能压制成型为最终形状的产品，材料利用率提高，成本损耗降低，产品控制更精准，复杂形状加工能力更强；（3）SMC电机可采用模块式结构，装卸方便，使材料回收和再利用容易，
有利于环保。
绝缘介质
SMC材料分类有机绝缘包覆铁
表3SMC材料分类
成分
铁粉+树脂+润滑剂
铁粉+树脂+润滑剂+无机氧化物/碳化物/氮化物
铁粉+磷酸盐+树脂+润滑剂铁粉+磷酸盐+陶瓷粉+润滑剂
多组分介电材料包覆铁粉无机-有机结合绝缘包覆铁粉无机氧化物包覆SMC材料
AisinSeiki公司已将新型SMC材料制造的ABS刹车伺服马达投入生产，这是用SMC材料生产的马达首次应用于日本的汽车制造行业中，开辟了
SMC材料应用的新领域。除电机外，SMC材料还可广泛应用于工频至高频的变压器、传感器、扼流圈、噪音过滤器、燃料喷射器等装置中。根据目前研究进展来看，今后的研究可以从以下三个方面展开：（1）开发新型高温绝缘包覆材料及包覆工艺，（2）铁粉纯度对性能影响的改善SMC材料性能；
研究；（3）绝缘包覆铁粉的氧化过程[12]。
6脉冲功率技术
脉冲功率技术是一门新兴的技术，是研究产生各种强电（准确波形的纳秒高压）脉冲功率输出的发生器系统及其相关技术，实质是将脉冲能量在时间尺度上进行压缩，以获得在极短时间内（20~100ns）的高峰值功率输出。在脉冲功率技术
图7SMC材
(a)叠层硅钢片(b)SMC材料
领域中，常需要103~106V的高功率脉冲电压[14]，而脉冲变压器是用来产生高压脉冲的主要技术手段之一，利用铁心的磁饱和性能把输入的正弦波电压变成窄脉冲形输出电压的变压器，广泛应用于雷达、通信、加速器和高能物理等领域。
脉冲变压器对铁心材料的要求为：（1）高饱和磁通密度Bs；（2）高的脉冲磁导率，能用较小的铁心尺寸获得足够大的励磁电感；（3）大功率单极性脉冲变压。高压大功率脉冲变压器的铁心材料必须（2）高具备如下特性：（1）高饱和磁通密度Bs；的脉冲磁导率，能用较小的铁心尺寸获得足够大的励磁电感；（3）大功率单极性脉冲变压器要求铁心具有大的磁密增量ΔB，使用低剩磁材料;当采用附加直流偏磁时，要求铁心具有高矩形比，低矫顽力
料结构示意图图8同步电机中两种材料的定子
叠层硅钢片和软磁铁氧体是两类传统的磁心材料。硅钢片应用于直流和较低频率交流，具有高磁通密度和磁导率；但随着频率增高，涡流损耗急剧增大。铁氧体铁心虽然高频磁性能优良，电阻率高、铁损低，但存在磁通密度低的缺点。它们均在交流设备小型化过程中遇到了困难。目前，利用粉末冶金技术生产SMC材料已成为研究和开发的热点。研究表明，如果SMC材料能同时满足高磁导率、高磁通密度、低铁损的要求，将能弥补叠层硅钢片和铁氧体铁心在中、高频使用时性能的不足[13]。
目前绝缘包覆材料主要以有机聚合物和无机氧化物为主。根据绝缘包覆材料的不同，SMC材料大概可以分为几类，见表3[12]。
用SMC材料生产具有复杂形状和磁路或在较高频率下工作的电机更具有绝对优势，见图8。在汽车行业，运用SMC材料可生产体积更小/重量更轻的新型辅助电机和传感器，发展潜力巨大。日本
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Hc；（4）小功率脉冲变压器要求铁心的起始脉冲磁导率高；（5）损耗小；（6）良好的温度稳定性及频率特性[15]。
目前，变压器铁心材料主要有铁氧体材料（高、坡莫合金（~4kHz）频）、铁基非晶材料（~15kHz）
（下转80页）
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改进的高容量低成本多态磁存储器公开号:101711408A
公开日:2010/05/19
申请人:亚达夫科技有限公司
本发明的一个实施例包括多态电流切换磁存储器元件，其包括两个或多个磁隧道效应结（MTJ）的叠层，每个MTJ具有自由层并由在隔离层形成的播种层将其与所述叠层中的其他MTJ分开，所述叠层用于存储一位以上的信息，其中施加到所述存储器元件的不同电流电平使得切换到不同的状态。利用加热对磁电阻结构提供势垒的方法和系统公开号:101937685A
公开日:2011/01/05
申请人:西部数据（弗里蒙特）公司
本发明描述了一种提供磁记录换能器的方法和系统。该方法和系统包括为磁性元件提供被钉扎层。一方面，提供了磁性元件的隧道势垒层的一部分。在提供该部分隧道势垒层后退火磁记录换能器。退火温度高于室温。在退火后提供隧道势垒层
的剩余部分。另一方面，在退火磁换能器之前，磁换能器被转移至高真空退火装置。在该方面，可以在提供隧道势垒的任意部分之前或在提供隧道势垒的至少一部分之后退火磁换能器。退火在高真空退火装置中执行。还提供了磁性元件的自由层。加强绝缘的低压断路器脱扣器公开号:CN203386690U
公开日:2014.01.08
申请人:江苏大全凯帆电器股份有限公司
本实用新型涉及一种低压输电设备的部件，具体是一种加强绝缘的低压断路器脱扣器。该脱扣器包括有在绝缘支架上前后依次排列的线圈、双金属片、热元件和磁轭，磁轭的臂部穿过线圈，双金属片与热元件铆接固定；所述磁轭通过一个上绝缘件压持固定在绝缘支架上，磁轭与热元件之间垫有一层绝缘板。本实用新型结构简单、安装方便，其改变了传统脱扣器中磁轭的安装方式，使磁轭与热元件不发生直接的导电接触，避免了在线圈破损时可能发生的短路，提高了热、磁脱扣的可靠性。
*********************************************************************************************************
(12):50-52．（上接72页）
和晶粒取向硅钢(~2kHz)，其成本是坡莫＞非晶＞铁氧体＞硅钢。
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7展望
中国磁性材料的发展主要还是在于生产规模的扩大和生产硬件的完善，企业对高技术应用领域的磁性产品开发力度不够，不能首先占领软磁材料的新应用领域，这是目前不少企业存在的问题。因此，作为一个企业必须时刻关注软磁材料下游终端应用趋势，抓住市场应用热点，提升产品技术水平，调整企业产业结构，促进企业“转型升级”，积极健康发展。参考文献：
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朱俊.电动汽车的无线充电技术[J].汽车工程师,2011,
作者简介：许佳辉（1986－），浙江海宁人，主要从事软
磁材料方面的研究。
80JMagnMaterDevicesVol45No3
软磁材料开发应用新热点
许佳辉，张瑞标，邵
峰
(天通控股股份有限公司，浙江海宁314412)
摘
要：从NFC（近场通信技术）、无线充电技术、逆变器技术、SMC（复合软磁材料）技术、脉冲功率
技术等几个技术领域介绍了软磁材料最新开发应用热点，针对不同技术领域对软磁材料及产品的技术要求，展望中国软磁材料及产品开发应用方向。
关键词：软磁材料；近场通信；无线充电；逆变器；脉冲功率技术中图分类号：TM271+.2
文献标识码：A
文章编号：1001-3830(2014)03-0068-05
Newfocusofdevelopmentandapplicationofsoftmagneticmaterials
XUJia-hui,ZHANGRui-biao,SHAOFeng
TDGHoldingCo,Ltd,Hanning314412,China
Abstract:Thispaperintroducesthenewfocusofdevelopmentandapplicationofsoftmagneticmaterialsin
severaltechnicalareas,suchasnearfieldcommunication(NFC),wirelesscharging,inverter,softmagneticcomposite(SMC),pulsedpowertechnology,etc..Onthisbasis,thispapergivesaprospecttodevelopmentandapplicationofChina’ssoftmagneticmaterialsaccordingtotechnicalrequirementsforsoftmagneticmaterialsandproductsfordifferentapplicationfields.
Keywords:softmagneticmaterial;
pulsedpowertechnology
nearfieldcommunication（NFC）;wirelesscharging;inverter;
1引言
软磁材料因具有磁电转换的特殊功能，是一种具有广泛应用的功能材料，随着当今信息技术的发展和科技水平的不断提高，软磁材料这个已有200余年历史的常青树呈现出新的应用热点，在近场通信、无线充电、光伏发电等新领域焕发出耀眼的光芒。作为一家成立近30年，集研发与生产于一体的高新技术企业，我们时刻关注软磁材料新变化，关注创新，关注市场，以市场为导向，提升公司产品技术水平。在当今手机多媒体化、电脑笔记本化、电视平板化、汽车电子化、照明节能化[1]的形势下，新应用热点的出现既是中国软磁铁氧体材料行业的新发展新挑战，同时也是每一个软磁铁氧体企业的新发展新挑战。
收稿日期：2013-10-10通讯作者：许佳辉68
修回日期：2013-12-01E-mail:[email protected]
2近场通信技术
近场通信技术(NearFieldCommunication,
NFC)是由飞利浦公司发起、诺基亚、索尼等著名厂商联合推出的一项以手机为载体，把非接触式IC卡应用结合于手机中，以卡、阅读器、点对点三种应用模式，实现手机支付、数据传输、积分兑换、电子票务、身份识别、防伪、广告等多种应用的技术服务[2]。NFC技术具体应用可以分为以下三种：
NFC手机终端可以模拟成为一张普通的非接触卡，主要用于支付、票务、门禁、考勤等场景，装载在
NFC安全模块中；NFC手机终端可以读取非接触标签中的内容，例如虚拟书签、广告等，装载在
NFC手机客户端上；两个NFC设备可以近距离内互相直接传递数据，例如图片、音乐、通讯录等，
NFC的应用如图1所示。装载在NFC手机客户端。
NFC最初是射频识别（RFID）技术与网络技术的简单合并，是基于频率为13.56MHz的射频识
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Vol45No
3
标签
几厘米
非接触式读卡机
近场通信设备
其它近场通信设备
图1NFC技术具体应用
图2
NFC软磁屏蔽材料在三星S4
中的应用
别技术，现已经演变成一种短距离无线通信技术，发展态势相当迅速[2]。但是，射频识别对某些介质很敏感，如水、金属等都会影响NFC的识别，同时电磁波在媒介表面或内部的反射、折射、衰减等效应往往会使标签的读写距离缩短，从而影响整个系统的性能。在自由空间中，NFC标签(目标设备)中的环状金属天线可以轻松耦合到NFC发射设备发出的电磁场能量及信息。但是，如果将NFC标签系统集成于移动手持设备中(例如手机、PDA、平板电脑等)，则会遇到复杂的金属环境，金属环境对发射机发出的信号产生严重干扰，使集成于手持设备中的接收天线无法耦合到足够能量，更无法读写发射机发出的有效信号[3]。
为了保证集成了NFC功能的移动手持设备对发射机信号的正常读取，目前采用的方法是在金属（环境）与天线之间增加一层软磁屏蔽材料如图2所示，起隔断金属（环境）产生的感应电涡流的作用，同时保持信号强度，实现高的磁性收敛效果，提高天线的接受灵敏度和NFC读写器的接收灵敏度，增大标签的读写距离[3]。目前，在所使用的软磁屏蔽材料中，磁性材料的组成主要有铁氧体系列和铁磁性金属合金两大系列[4]。其中，典型铁氧体材料主要是MnZn、NiZn铁氧体材料，具有高磁导率以及高电阻率等优点；典型金属软磁材料主要是
图3NFC铁氧体片生产工艺流程
片材加工成35×35mm、40×40mm、40×60mm等不同规格。目前，我公司用以生产铁氧体柔性薄片主要是TRF125、TRF160材料。
目前，基于NFC技术的手机一卡通已开始崭露头角，采用NFC手机实现开门、停车、移动支付等方式成为时尚热点。可以说，随着NFC应用市场的逐渐拓展，作为NFC天线的核心部件铁氧体也成为产业发展热点。天通拥有三十年专业软磁铁氧体的生产经验，自2011年开始NFC铁氧体磁片的研发，拥有独有的产品生产专利，在2012年就实现批量生产，产品性能达到日韩同系列产品水平。此外，最新ABI市场研究指出，2011年全球
FeSiAl系列和FeSi系列金属软磁材料，其饱和磁感应强度Bs是铁氧体材料的2~3倍，可应用于高频段。
目前，NFC铁氧体柔性薄片生产商韩国AFS（AmotechFerritesheet，Amotech铁氧体片）采用了如图3所示生产工艺：混料→球磨研磨→传输送从图3中可料→切片→堆垛→压制→切片→烧结。
以看到，铁氧体柔性薄片可根据客户使用要求在高温烧结前加工冲压切片，可以将125×125mm的
NFC手机出货量为3500万台，2012年达到1.25亿台，预计2013年将达到2.85亿台。由此可见，随着NFC技术的日趋完善及应用热点的多点开花，NFC用铁氧体软磁薄片必将占据软磁材料的一席之地。
3无线充电技术
无线充电技术主要通过电磁感应、电磁共振、
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磁性材料及器件
2014年5月
射频、微波、激光等方式实现非接触式的电能传输。根据在空间实现无线电力传输供电距离的不同，可以把无线电力传输形式分为短程、中程和远程传输三大类[5]。(1)短程传输：通过电磁感应电力传输技术来实现，传输功率大，能达几百千瓦，其传输距离上限是10cm左右，一般适用于小型便携式电子
（与市电相连）和接收端（一般嵌入到手机等终端设备），发射端（送电线圈）能量通过电磁感应（见，接受端图4）的方式传输到接受端（受电线圈）再经过整流、电压调节后为设备充电，从而实现能量传输[7]。在无线充电技术的具体应用中，在发射端和接收端设置屏蔽磁片用以增高感应磁场和屏蔽线圈干扰，提高无线充电效率，见图4、图5。
界面
移动设备
永磁铁
次级线圈
屏蔽磁片
(2)中程传输：通过电磁耦合共振电力传输技设备。
术或射频电力传输技术实现，中程传输可为手机、
MP3等仪器提供无线电力传输。前者所采用磁场弱于电磁感应技术，传输功率可达几千瓦，传输距离可达3～4m；后者传输距离10m，但传输功率小至几毫瓦至百毫瓦。(3)远程传输：通过微波电力传输技术或激光电力传输技术来实现，对于太空科技领域如人造卫星、航天器之间的能量传输以及新能源开发利用等有重要的战略意义。
目前，无线充电技术共有三大阵营，诺基亚、
发射端
屏蔽磁片
图4软磁屏蔽片应用
LG电子等采用“WirelessPowerConsortium”的Qi标准，DuracellPowerma、谷歌、AT&T和星巴克采用“PowerMattersAlliance”标准，三星等20家公司采用“AllianceforWirelessPower(简称‘A4WP’)”标准。其中，Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟（WirelessPower
Consortium，以下简称“联盟”）推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征。首先，不同品牌的产品，只要有一个Qi的标识，都可以用Qi无线充电器充电。其次，它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈，在不久的将来，手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电，为无线充电的大规模应用提供可能。
我国在无线充电技术领域的起步滞后于国外，目前还处于研究的初级阶段。随着各项技术的成熟以及无线充电需求的增加，无线充电技术的发展领域呈扩大化趋势[6]。无线充电技术的应用已经从最开始的低功耗便携式电子产品领域发展到了家电领域（净水器、吸尘器、冰箱、洗衣机等）、医疗器械领域（心脏起搏器、心脏调节器与内窥镜等）、轨道交通领域（电动汽车、动车组、矿井车）、太空领域（太阳能电站）、军事领域等。
智能手机等电子产品无线充电功能是无线充电技术短程传输（电磁感应技术MI）的具体应用，去年的诺基亚纽约发布会上，诺基亚Lumia920向外界展示了回家以后随手把手机放上充电垫边充电边听音乐的场景。该种无线充电设备包括发射端
70
应用频率材料选择材料特点
图5三星S4发射端软磁屏蔽片
按照接受端放置方式，无线充电发射端分为固定位置型、单线圈自由位置型和多线圈自由位置型，因发射端的差异对铁氧体产品的要求也有所不同，见表1[7]。无线充电接收端一般都嵌入到终端设备里边，如手机、数码相机、MP3等，软磁片主要屏蔽充电磁场对终端设备的干扰。其对材料的要求与发射端一样，用到的材料包括MnZn功率类和高频NiZn类铁氧体材料，另外，无线充电接收端对软磁片尺寸精度要求较高。
表1
固定位置型110~205kHzTN40L(NiZn)损耗小、高频
磁屏蔽效果好
发射端铁氧体片材料选择
单线圈自由位置型多线圈自由位置型
140kHz流延片(NiZn)可靠性高
105~113kHzTPB22(MnZn)有高Bs、低损耗
无线充电技术除了可在智能手机应用之外，还可以应用在混合动力电动汽车、纯电动汽车上。面
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向汽车用途的无线供电方式大致有三种：电磁感应方式、电波方式以及电磁共振方式。在汽车无线充电技术的各种方法中，最被看好的是电磁感应方式和磁场共振方式两种。从传输距离这一点来看，后者在技术上的优势更为突出，在市场开拓方面，电磁感应方式处于领先地位，而在技术开发方面比较活跃的则是共振方式。
随着日益严苛的节能减排要求，混合动力新能源汽车已经进入了市场成熟期，而纯电动汽车应用规模较小，小区域范围内运行的出租车及私人租赁车可能成为纯电动汽车发展的一个突破口。纯电动汽车充电装置的电磁感应式充电系统在充电站端和汽车端各有一个软磁铁氧体材料制成、绕有线圈的大型扁平罐形磁芯[1]。在充电时，两线圈靠近构成一个变压器，靠初次级间的磁感应耦合将高频交流电能由充电站馈送于电池组，TP4A、TP4D等低损耗功率铁氧体是制作磁耦合装置较适合的软磁材料。
目前，阻碍无线感应式充电技术大规模运用最大问题是没有完全统一的标准，其次是对于辐射的担忧，但是我们可以想象：将来，一个如通信网络一样的汽车动态无线充电网络，将动态无线充电技术应用到每条主干道和高速公路上，让许多辆新能源汽车同时享受无线充电的方便，而且动态无线充电甚至能使电动车的长途行驶成为可能。
表2
矽钢片/硅钢片非晶带材铁硅高磁通磁粉心
逆变器用磁性材料特点比较[8]
交流损耗（减序）MnZn铁氧体铁镍钼磁粉心非晶带材铁硅铝
成本（减序）MnZn铁氧体铁粉心铁硅铝铁硅
直流偏置（增序）
优势，但目前小功率微逆变器用软磁材料还是以铁氧体为主，大功率逆变器用软磁材料以块状铁硅、铁硅铝材料的堆叠为主，大型变压器以硅钢片为主，但硅钢片有被非晶带材取代的趋势。
高铁、地铁现代轨道交通工具以及新能源汽车中存在着大量的电源转换系统，在110VDC-DC、
24VDC-DC变换器中，主变压器选用了大尺寸EE型高饱和磁通密度和低损耗的锰锌铁氧体材料，输出滤波电感则选用具有良好直流叠加特性的铁硅铝环形粉心；在主牵引逆变器、辅助逆变中，则采用了具有优良低频大电流特性和屏蔽效果的罐型磁粉心作为抗干扰滤波电抗器磁心[1]。
2012年11月28日，“金太阳示范工程项目”海宁皮革城3.6兆瓦光伏发电示范项目，全国首家分布式光伏发电接入在海宁中国皮革城顺利通过验收，并正式并网试运行。天通公司在光伏逆变器用磁性材料的研发及产业化投入了大量研发力量：
(1)针对光伏逆变器中功率电感的性能要求（高温高饱和磁通密度、低损耗），开发了高Bs低损耗MnZn材料TPB15；(2)针对光伏逆变器中的高频隔离式变压器的性能要求（高频低损、高饱和磁通密度），开发了高频低损耗太阳能光伏逆变器用MnZn材料TP5I[9]；(3)针对光伏逆变器中的EMI滤波电感的性能要求，开发了高直流叠加低损耗FeSiA1磁粉心[10]。
虽然全球经济危机以及自身产能过剩等问题，影响了新能源产业的发展进程，但实现低碳经济，寻求替代能源是未来的发展趋势。中国已发布《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，
4逆变器技术
逆变器又称逆变电源，是一种电源转换装置，可将直流电转换成不同类型的交流电，其原理如图
6所示，升压Boost电路和EMI滤波器电路中的电感需要具有以下特性：（1）提供不饱和情况下的电（3）提感储能，（2）展现EMI/RMI所需的性能，供需求的效率和热稳定性，（4）最大限度地减少音频噪声，（5）尽可能缩小体积，降低成本[8]。
2013～2015年，我国将年均新增光伏发电装机容量1000万千瓦左右，到2015年总装机容量达到
3500万千瓦以上，因此光伏产业将是今后重点新能源发展的领域。随着技术进步引领的成本不断下降，平价上网之后，在未来几年中国光伏逆变器市场将保持高速增长。
图6逆变器原理
表2给出了适用于逆变器用的磁性材料特点比较。可以看到，就直流偏置性能、交流损耗、成本三个方面来说，硅钢片、非晶带材、磁粉心各有
5复合软磁材料
复合软磁材料(SMC)，也称“绝缘包覆铁粉”
，
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磁性材料及器件
2014年5月
通常选用高纯铁粉为基材，经有机材料和无机材料绝缘包覆处理，利用粉末冶金技术使混合粉末成为各向同性的体材料，是近来逐渐发展起来的一种新型铁基粉末软磁材料，对降低涡流损耗效果明显，其结构如图7所示。以往生产铁粉基软磁材料时，使用较多的是利用合金添加剂来提高材料电阻率，降低涡流损耗，如铁-硅合金、铁-磷合金、铁-镍合金等，但这样会降低饱和磁通密度，商业成本较高，且仅适用于直流或较低频率交流装置[11]。
利用SMC材料生产各类铁心具有许多突出的（1）各向同性：这大大增加了设计自由度，优点[12]：
单位重量可获得更大转矩以及更大的铜填充率，实现重量更轻、体积更小的目的；（2）利用粉末冶金技术能压制成型为最终形状的产品，材料利用率提高，成本损耗降低，产品控制更精准，复杂形状加工能力更强；（3）SMC电机可采用模块式结构，装卸方便，使材料回收和再利用容易，
有利于环保。
绝缘介质
SMC材料分类有机绝缘包覆铁
表3SMC材料分类
成分
铁粉+树脂+润滑剂
铁粉+树脂+润滑剂+无机氧化物/碳化物/氮化物
铁粉+磷酸盐+树脂+润滑剂铁粉+磷酸盐+陶瓷粉+润滑剂
多组分介电材料包覆铁粉无机-有机结合绝缘包覆铁粉无机氧化物包覆SMC材料
AisinSeiki公司已将新型SMC材料制造的ABS刹车伺服马达投入生产，这是用SMC材料生产的马达首次应用于日本的汽车制造行业中，开辟了
SMC材料应用的新领域。除电机外，SMC材料还可广泛应用于工频至高频的变压器、传感器、扼流圈、噪音过滤器、燃料喷射器等装置中。根据目前研究进展来看，今后的研究可以从以下三个方面展开：（1）开发新型高温绝缘包覆材料及包覆工艺，（2）铁粉纯度对性能影响的改善SMC材料性能；
研究；（3）绝缘包覆铁粉的氧化过程[12]。
6脉冲功率技术
脉冲功率技术是一门新兴的技术，是研究产生各种强电（准确波形的纳秒高压）脉冲功率输出的发生器系统及其相关技术，实质是将脉冲能量在时间尺度上进行压缩，以获得在极短时间内（20~100ns）的高峰值功率输出。在脉冲功率技术
图7SMC材
(a)叠层硅钢片(b)SMC材料
领域中，常需要103~106V的高功率脉冲电压[14]，而脉冲变压器是用来产生高压脉冲的主要技术手段之一，利用铁心的磁饱和性能把输入的正弦波电压变成窄脉冲形输出电压的变压器，广泛应用于雷达、通信、加速器和高能物理等领域。
脉冲变压器对铁心材料的要求为：（1）高饱和磁通密度Bs；（2）高的脉冲磁导率，能用较小的铁心尺寸获得足够大的励磁电感；（3）大功率单极性脉冲变压。高压大功率脉冲变压器的铁心材料必须（2）高具备如下特性：（1）高饱和磁通密度Bs；的脉冲磁导率，能用较小的铁心尺寸获得足够大的励磁电感；（3）大功率单极性脉冲变压器要求铁心具有大的磁密增量ΔB，使用低剩磁材料;当采用附加直流偏磁时，要求铁心具有高矩形比，低矫顽力
料结构示意图图8同步电机中两种材料的定子
叠层硅钢片和软磁铁氧体是两类传统的磁心材料。硅钢片应用于直流和较低频率交流，具有高磁通密度和磁导率；但随着频率增高，涡流损耗急剧增大。铁氧体铁心虽然高频磁性能优良，电阻率高、铁损低，但存在磁通密度低的缺点。它们均在交流设备小型化过程中遇到了困难。目前，利用粉末冶金技术生产SMC材料已成为研究和开发的热点。研究表明，如果SMC材料能同时满足高磁导率、高磁通密度、低铁损的要求，将能弥补叠层硅钢片和铁氧体铁心在中、高频使用时性能的不足[13]。
目前绝缘包覆材料主要以有机聚合物和无机氧化物为主。根据绝缘包覆材料的不同，SMC材料大概可以分为几类，见表3[12]。
用SMC材料生产具有复杂形状和磁路或在较高频率下工作的电机更具有绝对优势，见图8。在汽车行业，运用SMC材料可生产体积更小/重量更轻的新型辅助电机和传感器，发展潜力巨大。日本
72
Hc；（4）小功率脉冲变压器要求铁心的起始脉冲磁导率高；（5）损耗小；（6）良好的温度稳定性及频率特性[15]。
目前，变压器铁心材料主要有铁氧体材料（高、坡莫合金（~4kHz）频）、铁基非晶材料（~15kHz）
（下转80页）
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通常选用高纯铁粉为基材，经有机材料和无机材料绝缘包覆处理，利用粉末冶金技术使混合粉末成为各向同性的体材料，是近来逐渐发展起来的一种新型铁基粉末软磁材料，对降低涡流损耗效果明显，其结构如图7所示。以往生产铁粉基软磁材料时，使用较多的是利用合金添加剂来提高材料电阻率，降低涡流损耗，如铁-硅合金、铁-磷合金、铁-镍合金等，但这样会降低饱和磁通密度，商业成本较高，且仅适用于直流或较低频率交流装置[11]。
利用SMC材料生产各类铁心具有许多突出的（1）各向同性：这大大增加了设计自由度，优点[12]：
单位重量可获得更大转矩以及更大的铜填充率，实现重量更轻、体积更小的目的；（2）利用粉末冶金技术能压制成型为最终形状的产品，材料利用率提高，成本损耗降低，产品控制更精准，复杂形状加工能力更强；（3）SMC电机可采用模块式结构，装卸方便，使材料回收和再利用容易，
有利于环保。
绝缘介质
SMC材料分类有机绝缘包覆铁
表3SMC材料分类
成分
铁粉+树脂+润滑剂
铁粉+树脂+润滑剂+无机氧化物/碳化物/氮化物
铁粉+磷酸盐+树脂+润滑剂铁粉+磷酸盐+陶瓷粉+润滑剂
多组分介电材料包覆铁粉无机-有机结合绝缘包覆铁粉无机氧化物包覆SMC材料
AisinSeiki公司已将新型SMC材料制造的ABS刹车伺服马达投入生产，这是用SMC材料生产的马达首次应用于日本的汽车制造行业中，开辟了
SMC材料应用的新领域。除电机外，SMC材料还可广泛应用于工频至高频的变压器、传感器、扼流圈、噪音过滤器、燃料喷射器等装置中。根据目前研究进展来看，今后的研究可以从以下三个方面展开：（1）开发新型高温绝缘包覆材料及包覆工艺，（2）铁粉纯度对性能影响的改善SMC材料性能；
研究；（3）绝缘包覆铁粉的氧化过程[12]。
6脉冲功率技术
脉冲功率技术是一门新兴的技术，是研究产生各种强电（准确波形的纳秒高压）脉冲功率输出的发生器系统及其相关技术，实质是将脉冲能量在时间尺度上进行压缩，以获得在极短时间内（20~100ns）的高峰值功率输出。在脉冲功率技术
图7SMC材
(a)叠层硅钢片(b)SMC材料
领域中，常需要103~106V的高功率脉冲电压[14]，而脉冲变压器是用来产生高压脉冲的主要技术手段之一，利用铁心的磁饱和性能把输入的正弦波电压变成窄脉冲形输出电压的变压器，广泛应用于雷达、通信、加速器和高能物理等领域。
脉冲变压器对铁心材料的要求为：（1）高饱和磁通密度Bs；（2）高的脉冲磁导率，能用较小的铁心尺寸获得足够大的励磁电感；（3）大功率单极性脉冲变压。高压大功率脉冲变压器的铁心材料必须（2）高具备如下特性：（1）高饱和磁通密度Bs；的脉冲磁导率，能用较小的铁心尺寸获得足够大的励磁电感；（3）大功率单极性脉冲变压器要求铁心具有大的磁密增量ΔB，使用低剩磁材料;当采用附加直流偏磁时，要求铁心具有高矩形比，低矫顽力
料结构示意图图8同步电机中两种材料的定子
叠层硅钢片和软磁铁氧体是两类传统的磁心材料。硅钢片应用于直流和较低频率交流，具有高磁通密度和磁导率；但随着频率增高，涡流损耗急剧增大。铁氧体铁心虽然高频磁性能优良，电阻率高、铁损低，但存在磁通密度低的缺点。它们均在交流设备小型化过程中遇到了困难。目前，利用粉末冶金技术生产SMC材料已成为研究和开发的热点。研究表明，如果SMC材料能同时满足高磁导率、高磁通密度、低铁损的要求，将能弥补叠层硅钢片和铁氧体铁心在中、高频使用时性能的不足[13]。
目前绝缘包覆材料主要以有机聚合物和无机氧化物为主。根据绝缘包覆材料的不同，SMC材料大概可以分为几类，见表3[12]。
用SMC材料生产具有复杂形状和磁路或在较高频率下工作的电机更具有绝对优势，见图8。在汽车行业，运用SMC材料可生产体积更小/重量更轻的新型辅助电机和传感器，发展潜力巨大。日本
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Hc；（4）小功率脉冲变压器要求铁心的起始脉冲磁导率高；（5）损耗小；（6）良好的温度稳定性及频率特性[15]。
目前，变压器铁心材料主要有铁氧体材料（高、坡莫合金（~4kHz）频）、铁基非晶材料（~15kHz）
（下转80页）
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改进的高容量低成本多态磁存储器公开号:101711408A
公开日:2010/05/19
申请人:亚达夫科技有限公司
本发明的一个实施例包括多态电流切换磁存储器元件，其包括两个或多个磁隧道效应结（MTJ）的叠层，每个MTJ具有自由层并由在隔离层形成的播种层将其与所述叠层中的其他MTJ分开，所述叠层用于存储一位以上的信息，其中施加到所述存储器元件的不同电流电平使得切换到不同的状态。利用加热对磁电阻结构提供势垒的方法和系统公开号:101937685A
公开日:2011/01/05
申请人:西部数据（弗里蒙特）公司
本发明描述了一种提供磁记录换能器的方法和系统。该方法和系统包括为磁性元件提供被钉扎层。一方面，提供了磁性元件的隧道势垒层的一部分。在提供该部分隧道势垒层后退火磁记录换能器。退火温度高于室温。在退火后提供隧道势垒层
的剩余部分。另一方面，在退火磁换能器之前，磁换能器被转移至高真空退火装置。在该方面，可以在提供隧道势垒的任意部分之前或在提供隧道势垒的至少一部分之后退火磁换能器。退火在高真空退火装置中执行。还提供了磁性元件的自由层。加强绝缘的低压断路器脱扣器公开号:CN203386690U
公开日:2014.01.08
申请人:江苏大全凯帆电器股份有限公司
本实用新型涉及一种低压输电设备的部件，具体是一种加强绝缘的低压断路器脱扣器。该脱扣器包括有在绝缘支架上前后依次排列的线圈、双金属片、热元件和磁轭，磁轭的臂部穿过线圈，双金属片与热元件铆接固定；所述磁轭通过一个上绝缘件压持固定在绝缘支架上，磁轭与热元件之间垫有一层绝缘板。本实用新型结构简单、安装方便，其改变了传统脱扣器中磁轭的安装方式，使磁轭与热元件不发生直接的导电接触，避免了在线圈破损时可能发生的短路，提高了热、磁脱扣的可靠性。
*********************************************************************************************************
(12):50-52．（上接72页）
和晶粒取向硅钢(~2kHz)，其成本是坡莫＞非晶＞铁氧体＞硅钢。
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7展望
中国磁性材料的发展主要还是在于生产规模的扩大和生产硬件的完善，企业对高技术应用领域的磁性产品开发力度不够，不能首先占领软磁材料的新应用领域，这是目前不少企业存在的问题。因此，作为一个企业必须时刻关注软磁材料下游终端应用趋势，抓住市场应用热点，提升产品技术水平，调整企业产业结构，促进企业“转型升级”，积极健康发展。参考文献：
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作者简介：许佳辉（1986－），浙江海宁人，主要从事软
磁材料方面的研究。
80JMagnMaterDevicesVol45No3