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寧波材料所在鐵基納米晶軟磁合金研究方面取得新進(jìn)展
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隨著電子器件小型化（要求高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度）和國(guó)家節(jié)能減排政策的實(shí)施（要求低損耗），研究開(kāi)發(fā)同時(shí)具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低損耗的新型鐵基納米晶軟磁合金變得日益重要。對(duì)于納米晶軟磁材料而言，要提高合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，需盡量增加鐵含量，并相應(yīng)減少合金內(nèi)的非鐵磁性類金屬元素。但是，這些類金屬元素含量的減少會(huì)導(dǎo)致納米晶合金前驅(qū)體（非晶）的非晶形成能力的下降，從而給非晶帶材的制備帶來(lái)困難，并導(dǎo)致軟磁性能的惡化。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種制備工藝簡(jiǎn)單且軟磁性能優(yōu)異的新型鐵基納米晶合金。 中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所沈?qū)汖堈n題組在前期探索發(fā)現(xiàn)的具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和良好軟磁性能的FeSiBPCu合金基礎(chǔ)上，對(duì)合金成分及納米晶化工藝進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，成功研制出具有更優(yōu)異性能的FeSiBPCu納米晶軟磁合金。該合金的納米晶粒尺寸為15nm，微觀組織結(jié)構(gòu)的透射電鏡圖像如圖1所示。其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到1.8T，已接近于硅鋼，矯頑力僅為1.1A/m（見(jiàn)圖2），而鐵損則遠(yuǎn)低于硅鋼，在工頻條件下（50Hz, 1T）的鐵損為0.22W/kg，分別是取向硅鋼鐵損（0.64W/kg）的三分之一，無(wú)取向硅鋼鐵損（2.0W/kg）的九分之一（見(jiàn)圖3）。優(yōu)良的綜合性能使之有望應(yīng)用于配電變壓器、馬達(dá)以及開(kāi)關(guān)電源等領(lǐng)域。所獲研究成果均有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 本研究的相關(guān)內(nèi)容在第56屆國(guó)際磁學(xué)與磁性材料年會(huì)（56th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials，Phoenix, USA）上作了報(bào)告，得到參會(huì)人員的高度評(píng)價(jià)。相關(guān)論文發(fā)表在Journal of Applied Physics（111, 07A311, 2012)上。該論文同時(shí)被Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology收錄。 本研究得到國(guó)家863計(jì)劃（2009AA03Z214）、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金（50825103）、國(guó)家自然科學(xué)基金（51001112）以及中科院百人計(jì)劃（KGCX-2-YW-803）的支持。 圖1.FeSiBPCu納米合金微觀組織結(jié)構(gòu)的透射電鏡圖像 圖2.FeSiBPCu納米合金的磁滯回線 圖3.FeSiBPCu納米晶合金在 (a)50Hz及(b)400Hz時(shí)的鐵損與磁場(chǎng)關(guān)系[ Last edited by aishan on 2012-3-5 at 16:00 ] |
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