寧波材料所在鐵基納米晶軟磁合金研究方面取得新進展

　　隨著電子器件小型化（要求高飽和磁感應強度）和國家節能減排政策的實施（要求低損耗），研究開發同時具有高飽和磁感應強度和低損耗的新型鐵基納米晶軟磁合金變得日益重要。對于納米晶軟磁材料而言，要提高合金的飽和磁感應強度，需盡量增加鐵含量，并相應減少合金內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導致納米晶合金前驅體（非晶）的非晶形成能力的下降，從而給非晶帶材的制備帶來困難，并導致軟磁性能的惡化。因此，迫切需要開發一種制備工藝簡單且軟磁性能優異的新型鐵基納米晶合金。

　　中科院寧波材料技術與工程研究所沈寶龍課題組在前期探索發現的具有高飽和磁感應強度和良好軟磁性能的FeSiBPCu合金基礎上，對合金成分及納米晶化工藝進行了進一步優化，成功研制出具有更優異性能的FeSiBPCu納米晶軟磁合金。該合金的納米晶粒尺寸為15nm，微觀組織結構的透射電鏡圖像如圖1所示。其飽和磁感應強度達到1.8T，已接近于硅鋼，矯頑力僅為1.1A/m（見圖2），而鐵損則遠低于硅鋼，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，無取向硅鋼鐵損（2.0W/kg）的九分之一（見圖3）。優良的綜合性能使之有望應用于配電變壓器、馬達以及開關電源等領域。所獲研究成果均有自主知識產權。

　　本研究的相關內容在第56屆國際磁學與磁性材料年會（56th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials，Phoenix, USA）上作了報告，得到參會人員的高度評價。相關論文發表在Journal of Applied Physics（111, 07A311, 2012)上。該論文同時被Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology收錄。

　　本研究得到國家863計劃（2009AA03Z214）、國家杰出青年科學基金（50825103）、國家自然科學基金（51001112）以及中科院百人計劃（KGCX-2-YW-803）的支持。

　　論文鏈接

　　

　　圖1.FeSiBPCu納米合金微觀組織結構的透射電鏡圖像

　　

　　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時的鐵損與磁場關系