金屬軟磁材料是一類具有高磁導(dǎo)率和低矯頑力的材料，廣泛用于需要高效磁性能的應(yīng)用場合，如變壓器、電感器、磁傳感器、天線和無線充電設(shè)備等電子元器件。不過，在AI人工智能飛速發(fā)展的今天，為滿足更高的算力需求，電子元器件在朝著高頻化、小型化和大電流方向發(fā)展，傳統(tǒng)軟磁合金粉末逐漸不能滿足性能要求，因此亟需發(fā)展新型高性能軟磁材料。

非晶合金是利用液態(tài)的金屬快速冷卻固化而得到的一種具有短程有序、長程無序的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)特征的金屬材料，固態(tài)時其原子的三維空間呈拓撲無序排列，因此與傳統(tǒng)的軟磁材料（如硅鋼、鐵氧體）相比，非晶材料具有更優(yōu)異的高頻磁導(dǎo)率、較低的能量損耗，并可以在一定溫度范圍內(nèi)保持相對穩(wěn)定，被認為是最有前途的下一代軟磁材料，對實現(xiàn)高頻電子器件以及高速電機的高效率、小體積和大功率的優(yōu)勢起著至關(guān)重要的作用。

傳統(tǒng)金屬材料與非晶合金材料的原子結(jié)構(gòu)區(qū)別（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

非晶納米晶粉末的使用性能與其成分設(shè)計有密切的聯(lián)系，經(jīng)典的鐵基非晶納米晶軟磁合金粉末通常由四類不可或缺的元素組成，分別為鐵磁性元素(Fe，Co，Ni）、類金屬元素（Si，B，P，C）、形核激發(fā)性元素（Cu等）和抑制擴散性元素（Nb，Mo等）。適當增加磁性元素的占比是提高軟磁合金B_s最為直接、有效的方法。類金屬元素是保證前驅(qū)體能形成非晶合金的必要元素，也因此被稱為非晶形成能力元素。微合金化Si和C元素可以進一步提高前驅(qū)體合金的GFA和加工工藝性。形核激發(fā)性元素主要指Cu元素，微合金化少量Cu元素對合金的GFA具有一定的增強作用。同時，在隨后的熱處理過程中作為α-Fe的異質(zhì)形核位點，誘導(dǎo)α-Fe納米晶的析出。抑制擴散型元素主要指大原子半徑的Nb、Mo等元素，不僅對合金的GFA具有很好的促進作用，而且在納米晶化過程中有利于獲得均勻細小的納米晶和優(yōu)異的軟磁性能。

除了成分設(shè)計以外，非晶納米晶粉末的形貌也對電子器件有很大影響。目前非晶納米晶粉末可利用帶材直接機械破碎，也可利用霧化法制備。其中，帶材破碎粉末雖然制備方式簡單，但通常存在粒徑分布不均、形貌不規(guī)則且邊緣尖銳的缺點，不僅影響粉末后續(xù)包覆，而且容易刺破線包，因此市場上很難將破碎非晶納米晶粉末用于電子領(lǐng)域。而霧化法則是將一定成分配比的合金熔融，利用高壓氣流使液態(tài)金屬從噴嘴中噴出，通過氬氣等惰性氣體（氣霧化法）或者水（水霧化法）作為霧化介質(zhì)，可使金屬液滴冷卻而形成流動性好、粒度分布均勻、氧含量低、有利于包覆的高球形度磁粉，有利于提高材料的磁性能和穩(wěn)定性，是高功率電子器件用非晶納米晶粉末制備的優(yōu)選方法。

值得注意的是，在霧化法制備非晶粉末的過程中，各項霧化工藝參數(shù)的調(diào)控對于非晶納米晶粉芯的性能調(diào)控十分關(guān)鍵。因此，10月22-23日，粉體圈特別邀請寧波磁性材料應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司的技術(shù)總監(jiān)池強先生分享報告《先進金屬軟磁功能材料開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)》，屆時他將重點介紹微細球狀非晶粉末的制備以及高性能非晶納米晶粉芯的性能調(diào)控。內(nèi)容包括：

（1）新型制備技術(shù)的開發(fā)和霧化工藝參數(shù)的優(yōu)化。

（2）探討了通過絕緣包覆設(shè)計、合金成分調(diào)整、熱處理工藝優(yōu)化、微觀結(jié)構(gòu)控制等手段進一步改善非晶納米晶軟磁粉末磁粉芯的性能以及對非晶納米晶結(jié)構(gòu)的調(diào)控作用，為開發(fā)高性能的軟磁粉末提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。

如您對該報告感興趣，歡迎了解會議詳情并參會！

報告人介紹

池強，寧波磁性材料應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司技術(shù)總監(jiān)，主要從事方向包括：微細金屬軟磁粉末制備技術(shù)；金屬軟磁復(fù)合材料的制備及應(yīng)用技術(shù)，參與多款新型高性能金屬功能粉體材料及器件開發(fā)工作。參與國家重點研發(fā)計劃重點專項、浙江省“鏈主”企業(yè)聯(lián)合制項目、寧波市科技創(chuàng)新2025重大專項等國家、省、市級科研項目5項，參與國家標準《非晶軟磁合金粉末》編制，發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文10余篇，申報專利13項，授權(quán)5項。

深圳AI新材料論壇會務(wù)組