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,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。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。
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