吳 琛，嚴(yán) 密

(浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 硅材料國家重點(diǎn)實驗室，浙江 杭州 310027)

1 前 言

軟磁復(fù)合材料，又稱磁粉芯，由軟磁金屬經(jīng)過制粉、絕緣處理、粘結(jié)、壓制、熱處理制備而成，廣泛應(yīng)用于能源、信息、交通、國防等領(lǐng)域，是國民經(jīng)濟(jì)與國防建設(shè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。軟磁復(fù)合材料結(jié)合了金屬和鐵氧體軟磁材料的優(yōu)勢，其電阻率較軟磁金屬大幅提高，能有效降低渦流損耗，且比軟磁鐵氧體具有更高的飽和磁化強(qiáng)度，更能滿足電力電子器件小型化、集成化的要求。軟磁復(fù)合材料可壓制成環(huán)形、E型、U型等各種復(fù)雜形狀，實現(xiàn)元器件一體化生產(chǎn)。因此，軟磁復(fù)合材料已成為發(fā)展與應(yīng)用增長速度最快的磁性材料，用于生產(chǎn)各類電感器、濾波器、扼流圈和變壓器等電力電子關(guān)鍵元器件。現(xiàn)代信息技術(shù)及電力電子行業(yè)的高速發(fā)展，在有力促進(jìn)軟磁復(fù)合材料發(fā)展的同時，也對軟磁復(fù)合材料的磁性能和功率損耗提出了更高的要求。國際上對軟磁復(fù)合材料的研究,一直主要圍繞兩條主線展開，即研發(fā)具有特定性能的軟磁合金體系以滿足不同應(yīng)用場合的需求，以及創(chuàng)新絕緣包覆工藝，降低高頻損耗。

2 合金磁粉成分設(shè)計

合金磁粉，作為軟磁復(fù)合材料的主體，直接決定了復(fù)合材料的磁性能。對合金磁粉進(jìn)行成分設(shè)計，對于獲得優(yōu)異的軟磁性能至關(guān)重要。目前，復(fù)合材料所用軟磁合金按照其微結(jié)構(gòu)可分為晶態(tài)、非晶和納米晶3大類。

2.1 晶態(tài)軟磁合金

Fe粉芯是最早開發(fā)的軟磁復(fù)合材料，具有較高的飽和磁化強(qiáng)度且價格低廉，但純Fe電阻率較低，制備的復(fù)合材料損耗偏高，因此，鐵粉芯多應(yīng)用于高功率低頻率器件[1]。在Fe中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)6.5%的Si，能夠在保持較高飽和磁化強(qiáng)度的同時提高合金電阻率，降低磁粉顆粒內(nèi)部的渦流損耗[2]。Si的添加亦可降低合金的磁晶各向異數(shù)及磁致伸縮系數(shù)，減小矯頑力和磁滯損耗。FeSi軟磁復(fù)合材料具有優(yōu)異的飽和磁化強(qiáng)度(1.5 T)及直流偏置特性，多用于在大電流下工作的器件如抗流器、大功率電感器等?；贔eSi體系研發(fā)了一系列多元軟磁合金，具有不同的性能特點(diǎn)。其中FeSiAl，又稱Sendust合金[3]，是應(yīng)用最為廣泛的代表。在Fe中引入質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%的Si和6%的Al，合金的飽和磁致伸縮系數(shù)和磁晶各向異性均趨于零，電阻率亦大幅提高，有效抑制了顆粒內(nèi)部的渦流損耗。但由于Si和Al均為非磁性元素，且添加量相對較大，F(xiàn)eSiAl體系矯頑力和電阻率的優(yōu)化是以犧牲飽和磁化強(qiáng)度(1.05 T)為代價的。盡管科研人員在FeSiAl體系的基礎(chǔ)上還做了大量工作，包括調(diào)整Al和Si的相對含量[4, 5]，研究Cr[6, 7]，Ti[8]等元素對合金微結(jié)構(gòu)和磁性能的影響，合金元素對飽和磁化強(qiáng)度的降低問題仍然難以避免。解決這一矛盾的關(guān)鍵在于在FeSi基軟磁體系引入Co, Ni等磁性元素，增強(qiáng)與Fe的磁交換耦合作用。例如，在FeSiNi體系中適當(dāng)添加Ni有利于在提高復(fù)合材料飽和磁化強(qiáng)度的同時降低損耗[9]。

另一類具有代表性的晶態(tài)軟磁合金為FeNi基合金。由FeNi(質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%)合金制備的軟磁復(fù)合材料又稱高磁通磁粉芯，具有高飽和磁化強(qiáng)度、磁導(dǎo)率和直流偏置特性，以及較低的損耗[10]，可應(yīng)用于要求大功率、大直流偏置的器件，如調(diào)光電感器、脈沖變壓器和功率回數(shù)校正電感器。為了進(jìn)一步降低FeNi合金的矯頑力，將Ni含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)提高至81%，并引入2%的Mo，研發(fā)了磁致伸縮系數(shù)及磁晶各向異數(shù)均接近于零的FeNiMo軟磁合金。制備的軟磁復(fù)合材料具有高磁導(dǎo)率、低損耗、穩(wěn)定性好、溫度系數(shù)低、工作噪聲低、使用頻率范圍寬等特點(diǎn)[11, 12]。但由于大量Ni的存在以及復(fù)雜的制粉工藝提高了磁粉成本，F(xiàn)eNiMo軟磁復(fù)合材料多用于對精度與損耗要求較高的軍工領(lǐng)域。

為了獲得具有優(yōu)異綜合性能的軟磁合金，成分設(shè)計的方向可總結(jié)為：① 添加磁性元素，增強(qiáng)耦合作用和合金飽和磁化強(qiáng)度；② 添加過渡金屬元素或非金屬元素使飽和磁致伸縮系數(shù)和磁晶各向異性同時趨于零，以獲得最小矯頑力；③ 添加合金元素引起晶格畸變，增強(qiáng)電子散射，提高電阻率，降低磁粉顆粒內(nèi)部的渦流損耗。

2.2 非晶軟磁合金

非晶軟磁合金具有電阻率高、不存在磁晶各向異性及阻礙磁疇運(yùn)動的晶界而呈現(xiàn)較小矯頑力的特點(diǎn)[13]。自1985年Raybould[14]等把成分為Fe79B16Si5的非晶磁粉制備成軟磁復(fù)合材料以來，非晶磁芯受到了廣泛關(guān)注。在FeSiB磁芯[15]的基礎(chǔ)上，其他非晶磁芯，如FeSiBNb[16, 17]、FeCrSiB[18]、FeSiBCrC[19]、FeSiBPNb[20]也逐漸涌現(xiàn)。

在Fe基軟磁非晶合金中，需要加入Si, B等元素提高非晶形成能力(GFA)，這類非磁性元素的引入勢必降低合金的飽和磁化強(qiáng)度。因此在軟磁非晶合金的成分設(shè)計中，可以通過引入多種原子尺寸差異較大的元素來降低合金元素的總體添加量，在保證非晶形成能力的同時，提高Fe含量以保證較高的飽和磁化強(qiáng)度。

2.3 納米晶軟磁合金

納米晶軟磁合金是在非晶合金的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其晶粒尺寸小于磁疇的交換耦合長度，不存在磁晶各向異性，具有優(yōu)異的軟磁性能。最具代表性的納米晶為在FeSiB非晶基礎(chǔ)上添加Nb和Cu元素而成的Finemet合金[21]。通過甩帶和晶化熱處理后可獲得尺寸為10～15 nm的α-Fe(Si)彌散分布在非晶基體中的特殊顯微結(jié)構(gòu)。圖1為Finemet中納米晶形成過程示意圖[22]。由于Cu和Fe原子具有正的混合焓，Cu原子首先析出形成團(tuán)簇，其較低的界面能為后續(xù)α-Fe(Si)相的析出提供了形核位點(diǎn)。具有較大原子半徑的Nb元素則能通過阻礙Fe原子的擴(kuò)散控制納米晶的尺寸[22-24]。

為了進(jìn)一步優(yōu)化性能，F(xiàn)inemet中的元素替代成為了研究熱點(diǎn)，包括引入Co, Ni等磁性元素及Mo, Ta, W和Ti等過渡金屬元素[25-30]。在(Fe1-xCox)73.5Cu1Nb3Si13.5B9體系中，當(dāng)Co含量為20%時，合金具有最大飽和磁化強(qiáng)度(1.23 T),且在Co含量小于50%時，合金居里溫度隨著Co含量的增加而上升[26]。在Finemet中用Ni取代Fe時，居里溫度隨Ni含量上升而下降[27]。Ni含量超過20%時，易析出Fe3NiSi1.5，增加矯頑力。對于Nix-(Fe0.5Co0.5)73.5-xSi13.5B9Nb3Cu體系，適當(dāng)?shù)腘i(10%)添加則有利于提高初始磁導(dǎo)率和居里溫度[30]。另一方面，對其他過渡金屬元素的作用的研究表明，各種元素阻礙納米晶長大的效果對比為Nb=Ta>Mo=W>V>Cr[25]。

圖1 FeCuNbSiB納米晶形成機(jī)理示意圖[22]Fig.1 Schematic drawing of the crystallization process of the FeCuNbSiB[22]

作者團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，在Finemet中采用Ti部分取代Nb，由于晶化相體積分?jǐn)?shù)的增加和DO3有序相的出現(xiàn)，合金飽和磁化強(qiáng)度提高了6%[29]。如圖2中DSC曲線所示，Ti的添加使α-Fe(Si)析晶溫度Tp1和硬磁相Fe2B的析出溫度Tp2同時向低溫方向移動，且Tp1和Tp2間距增加，即α-Fe(Si)能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)析出。此外，添加Ti同時提高了合金的電阻率、降低了渦流損耗。在此基礎(chǔ)上，作者團(tuán)隊發(fā)明了新型的FeCuNbTiSiB高性能軟磁合金。

圖2 不同Ti含量的FeCuNbTiSiB的DSC曲線[29]Fig.2 DSC curves for FeCuNbTiSiB with different Ti content[29]

針對Finemet中Fe含量較低(70%～80%)導(dǎo)致飽和磁化強(qiáng)度低的問題，研發(fā)了Nanoperm納米晶軟磁合金, 即FeMBCu(M=Zr, Nb, Hf)[31]。合金中Fe含量高達(dá)88%～91%，具有更高的飽和磁化強(qiáng)度(1.6～1.7 T)和初始磁導(dǎo)率(13 000～15 000)。對FeZrBCu的晶化機(jī)理研究表明，和Finemet相似，Cu能夠促進(jìn)α-Fe相形核[32]，而Zr發(fā)揮了控制晶粒長大的作用[33]。在FeMBCu合金的基礎(chǔ)上，Co部分取代Fe所制備的Hitperm (FeCoMBCu,M=Zr,Nb,Hf)合金能較好地提高納米晶的溫度穩(wěn)定性[34]。Co和Cu之間更負(fù)的混合焓亦有利于降低Cu從非晶基體析出的趨勢[35]。

另一類納米晶Nanomet (FeSiBPCu)具有可以和硅鋼片媲美的飽和磁化強(qiáng)度(1.8～1.9 T)、較低的矯頑力(2.8～5.8 A/m)和較高的磁導(dǎo)率(24 000～27 000)[36, 37]。Nanomet與其他納米晶合金體系具有不同的晶化機(jī)制。合金中不存在Nb或Zr這類阻礙Fe原子擴(kuò)散和晶粒長大的元素，在淬火態(tài)時即形成了以極為細(xì)小的α-Fe晶粒彌散分布在非晶基體中的特殊結(jié)構(gòu)[38]。合金中Cu和P的同時存在易于析出Cu3P原子團(tuán)簇，降低α-Fe析出的界面能[39]。在后續(xù)晶化退火中提高升溫速率(～400 ℃/min)將有助于獲得尺寸均勻、彌散分布的納米晶結(jié)構(gòu)[40]。

3 絕緣包覆方法

渦流損耗是以軟磁金屬為基體的軟磁復(fù)合材料功率損耗的主要原因。渦流損耗與工作頻率的二次方成正比，與電阻率成反比。實際生產(chǎn)中，金屬磁粉均需要進(jìn)行絕緣包覆處理以降低渦流損耗。對絕緣包覆層的要求包括高電阻率、高熱穩(wěn)定性、與磁粉結(jié)合緊密且包覆完整。在研究中，對金屬磁粉絕緣包覆的方法大致可以分為有機(jī)、無機(jī)和有機(jī)無機(jī)復(fù)合3大類。

3.1 有機(jī)絕緣包覆方法

常用的有機(jī)包覆物為樹脂類，包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和有機(jī)硅樹脂等[41-43]。關(guān)于環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂含量對復(fù)合材料磁性能的影響的研究表明：包覆物增多一方面有利于提高電阻率、降低渦流損耗；另一方面會降低磁粉芯密度、減小磁導(dǎo)率、增加磁滯損耗[42, 44, 45]。由于有機(jī)樹脂與金屬磁粉的極性不同，Taghvaei等[43]采用硅烷偶聯(lián)劑對磁粉進(jìn)行表面預(yù)處理，改善了樹脂與磁粉之間的浸潤情況和結(jié)合強(qiáng)度，有利于獲得包覆完整的絕緣膜。

為了充分釋放壓制過程中引入的內(nèi)應(yīng)力，軟磁復(fù)合材料一般需經(jīng)過600 ℃以上的退火處理。而傳統(tǒng)熱固性環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂熱穩(wěn)定性不高(<200 ℃)，限制了后續(xù)熱處理溫度。作者團(tuán)隊采用了一種耐高溫有機(jī)硅樹脂作為Fe復(fù)合材料的絕緣劑[41]，并研究了熱處理溫度對磁性能的影響。結(jié)果表明，相比于環(huán)氧樹脂，采用硅樹脂制備的鐵粉芯經(jīng)580 ℃熱處理后具有更低的損耗、更高的磁導(dǎo)率和頻率穩(wěn)定性。此外，作者團(tuán)隊還利用化學(xué)氣相沉積的方法制備了C型聚對二甲苯薄膜作為包覆層[46]。與常用的有機(jī)樹脂相比，這種高分子薄膜具有更低的摩擦系數(shù)，在相同壓制壓力下，軟磁復(fù)合材料的致密度可提高17%。

3.2 無機(jī)絕緣包覆方法

無機(jī)包覆可根據(jù)磁粉是否參與包覆反應(yīng)大致分為兩類。一類是用磷酸[47, 48]、鉻酸[49]，或者具有氧化性的硝酸[50-52]等與磁粉直接反應(yīng)，在其表面生成絕緣包覆膜。其中，磷酸鈍化在研究和實際生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛，文獻(xiàn)中亦對磷酸鈍化的機(jī)理以及相應(yīng)工藝參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行了大量研究。對磷酸鈍化鐵粉形成的包覆層的研究表明，絕緣層厚度約為30 nm，包覆產(chǎn)物主要為FePO4[53]。增大磷酸濃度、延長磷化時間和提高磷化溫度均有利于增加電阻率，降低中高頻磁損耗，但復(fù)合材料的磁導(dǎo)率也有一定程度的降低[54]。Taghvaei等[54]研究了熱處理溫度對磷酸鈍化制備的Fe軟磁復(fù)合材料磁性能的影響。當(dāng)熱處理溫度超過500 ℃時，F(xiàn)e, P, O這3種元素發(fā)生擴(kuò)散而引起磷化層結(jié)構(gòu)破壞，復(fù)合材料的電阻率急劇下降，損耗大幅上升。Oikonomou 等[53]的研究表明,在高溫?zé)崽幚砗罅谆瘜臃纸鉃檠趸F和Fe3P。Huang等[55]發(fā)現(xiàn)磷化層成分與合金磁粉體系密切相關(guān)。對Fe和FeSiAl磁粉表面磷化層的高溫演變研究表明，F(xiàn)e粉磷化層由FePO4組成，高溫下(600 ℃)會發(fā)生分解；而FeSiAl磁粉磷化層的主要成分為Al(PO3)3，高溫?zé)崽幚砗筠D(zhuǎn)變成Al2O3和P2O5(如圖3中傅立葉變換紅外光譜(FTIR)所示)，這些氧化物具有較高的電阻率且與磁粉基體結(jié)合緊密，能繼續(xù)發(fā)揮絕緣作用，使FeSiAl復(fù)合材料能夠承受更高溫度(600～700 ℃)熱處理，充分釋放內(nèi)應(yīng)力。

圖3 磷酸鈍化后Fe(a)和FeSiAl(b)磁粉熱處理前后的FTIR圖譜[55]Fig.3 FTIR spectra for phosphate-coated Fe (a) and FeSiAl (b) magnetic powders before and after annealing[55]

具有氧化性的酸或鹽與合金磁粉反應(yīng)可用于制備以氧化物為主的絕緣包覆層。以硝酸鈍化為例，Kang等采用30%的濃硝酸-乙醇鈍化液對FeSiBNb非晶磁粉進(jìn)行表面氧化，發(fā)現(xiàn)隨著氧化時間的增加，氧化層的組成由Fe2O3、SiO2和Nb2O5向以SiO2和Nb2O5為主過渡。盡管生成的氧化物能提高復(fù)合材料電阻率，但由于氧化反應(yīng)速率過快，產(chǎn)生的應(yīng)變導(dǎo)致氧化膜體積膨脹開裂，降低絕緣效果。Nakahara等研究了10%硝酸鈍化對FeSiBC非晶磁粉形貌以及磁性能的影響。鈍化后磁粉表面生成鐵、硅及硼的氧化物包覆層。包覆層經(jīng)歷了起始階段的緩慢生長、第二階段的快速生長及第三階段均勻生長達(dá)到平衡的過程。作者團(tuán)隊深入研究了10%和30%硝酸對FeSiAl磁粉表面氧化的影響[50]，利用球差校正高分辨透射電鏡以及能譜儀詳細(xì)表征分析了鈍化膜的厚度、顯微結(jié)構(gòu)與成分分布，發(fā)現(xiàn)10%硝酸鈍化后FeSiAl磁粉表面形成了由Al2O3、Al(O)OH和少量Fe3O4組成的薄且致密的包覆層。提高硝酸濃度至30%，包覆層變厚，主要成分為Al2O3、Al(O)OH、Fe3O4和Fe2O3。圖4為不同硝酸濃度下鈍化膜生長機(jī)制和演變規(guī)律，10%硝酸為穩(wěn)態(tài)鈍化，而30%硝酸鈍化時發(fā)生了點(diǎn)蝕反應(yīng)。作者團(tuán)隊利用點(diǎn)缺陷模型分析了點(diǎn)蝕機(jī)理，并建立了硝酸鈍化不同條件與軟磁復(fù)合材料磁性能的關(guān)系。

另一類絕緣包覆方法中磁粉不參與絕緣層的形成，主要由溶膠凝膠的方法制備氧化物包覆層，如SiO2[56, 57]、Al2O3[58]、MgO[59]等。作者團(tuán)隊采用Al(NO3)3水解沉淀的方法在FeSiAl磁粉表面生成了Al(OH)3[60]，經(jīng)退火熱處理后形成了以Al2O3為主的包覆層。系統(tǒng)研究了Al(NO3)3濃度、反應(yīng)溫度和pH值對復(fù)合材料性能的作用規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在pH=3和pH=8時均能獲得最優(yōu)性能。對包覆層的形成機(jī)理研究表明(圖5)，當(dāng)pH=3時，Al3+水解并在磁粉表面形核生成Al(OH)3，而當(dāng)pH=8時，Al3+與溶液中的OH-直接結(jié)合形成Al(OH)3，并通過靜電吸附的方式附著在磁粉表面形成包覆層。

圖4 質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%(a)和30%(b)的硝酸鈍化FeSiAl磁粉絕緣層演變[50]Fig.4 Evolution of the insulation coating during 10wt% (a) and 30wt% (b) HNO3 oxidation for the FeSiAl magnetic powders[50]

圖5 不同pH時包覆后的FeSiAl磁粉與未包覆磁粉及Al2O3的Zeta電位對比[60]Fig.5 Zeta potentials of the coated FeSiAl magnetic powders compared with the uncoated powders and Al2O3[60]

將磷酸鈍化和溶膠凝膠法結(jié)合起來，作者團(tuán)隊[61]制備了磷酸鹽-Al2O3雙層包覆層。其截面的掃描電子顯微鏡(SEM)照片及磁粉顆粒間能譜(EDS)分析圖譜如圖6所示，F(xiàn)eSiAl顆粒之間的包覆層富含P, Al和O。雙層包覆層能充分利用磷酸鹽與磁粉基體的高結(jié)合強(qiáng)度以及金屬氧化物的高電阻率和高熱穩(wěn)定性，比單純的磷酸鹽或Al2O3更能有效抑制渦流損耗。

磁粉包覆的一個重要發(fā)展趨勢是制備具有磁性的高電阻率絕緣層，在有效抑制渦流損耗的同時，減少磁稀釋。常用的磁性包覆物包括鐵氧體[62-64]和Fe3O4[65]。鐵氧體包覆層主要通過溶膠凝膠[63, 64]或者將磁粉和鐵氧體顆?；旌蠠Y(jié)[62]的方式形成，與磁粉的結(jié)合強(qiáng)度有待改善。作者團(tuán)隊通過烤藍(lán)[66]和氧化[65]的方法在Fe粉表面原位生長了含有Fe3O4及Fe2O3的包覆層。如圖7a所示[65]，

圖6 采用磷酸鹽-Al2O3雙層包覆的FeSiAl復(fù)合材料截面SEM照片及磁粉顆粒間的EDS元素分布[61]Fig.6 SEM cross-sectional image of the FeSiAl composites containing phosphate-Al2O3 dual coating and the elemental distribution across the particles by EDS[61]

采用H2O和O2對Fe粉進(jìn)行表面氧化后，飽和磁化強(qiáng)度明顯高于傳統(tǒng)磷酸鈍化磁粉。制備的復(fù)合材料有效磁導(dǎo)率接近90，比傳統(tǒng)磷酸包覆提高了37.7%(圖7b)，且具有更低的功耗(圖7c)。進(jìn)一步地，作者團(tuán)隊通過水熱氧化法制備了具有Fe3O4純相的絕緣包覆層[67]，獲得了具有高飽和磁化強(qiáng)度和磁導(dǎo)率以及低損耗的軟磁復(fù)合材料。

圖7 表面氧化與傳統(tǒng)磷酸鈍化法相比，在提高飽和磁化強(qiáng)度和磁導(dǎo)率的同時，可以有效降低功耗[65]Fig.7 Compared with traditional phosphoric acid passivation, surface oxidation gives rise to increased saturation magnetization and permeability and decreased loss[65]

3.3 有機(jī)無機(jī)復(fù)合絕緣包覆方法

圖8 在硅樹脂中直接添加及原位生長質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%(a, d), 34%(b, e)和51%(c, f)SiO2納米顆粒的透射電鏡(TEM)照片[71]Fig.8 TEM images showing the distribution of 17wt%(a, d), 34wt%(b, e) and (c, f)51wt% SiO2 nanoparticles introduced into the silicone resin by direct addition and in-situ growth[71]

綜上所述，有機(jī)樹脂不耐高溫和機(jī)械強(qiáng)度較差限制了其作為軟磁復(fù)合材料中絕緣包覆層的應(yīng)用。在有機(jī)樹脂中引入無機(jī)納米顆粒制備有機(jī)無機(jī)復(fù)合絕緣層能夠利用兩者優(yōu)勢，有效增強(qiáng)軟磁復(fù)合材料磁、電和機(jī)械性能。制備復(fù)合絕緣層時，在有機(jī)和無機(jī)相之間形成較強(qiáng)的化學(xué)鍵，有利于增強(qiáng)有機(jī)無機(jī)復(fù)合物的性能，這要求有機(jī)相中存在和無機(jī)納米顆粒反應(yīng)的活性位點(diǎn)。而無機(jī)相的添加量也需精確調(diào)控，避免團(tuán)聚。除了SiO2作為無機(jī)相之外，還可以考慮引入高電阻率高熱穩(wěn)定性的Al2O3或者具有軟磁特性的鐵氧體納米顆粒與有機(jī)樹脂進(jìn)行復(fù)合，進(jìn)一步提高性能。

4 結(jié) 語

金屬軟磁復(fù)合材料由于高飽和磁化強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率、低損耗等特點(diǎn)在電力電子元器件中應(yīng)用廣泛。隨著對其磁性能和應(yīng)用頻率要求的日益提升，亟需開發(fā)具有優(yōu)異綜合性能的新型軟磁復(fù)合材料。今后軟磁復(fù)合材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)仍在合金磁粉和絕緣包覆兩個方面。具體包括：① 通過合理的成分設(shè)計，進(jìn)一步研發(fā)具有高飽和磁化強(qiáng)度、低矯頑力、高電阻率的軟磁合金體系；② 創(chuàng)新合金關(guān)鍵制備工藝，如凝固、熱處理等，調(diào)控合金微結(jié)構(gòu)，優(yōu)化軟磁性能；③ 采用兼具高電阻率和軟磁特性的絕緣物作為包覆層，在最大限度保持磁性能的同時，降低渦流損耗；④ 研發(fā)新型絕緣包覆工藝，制備均勻完整、與磁粉基體結(jié)合緊密的絕緣層。