非晶软磁复合材料的最新研究进展及趋势

作者简介：石来增（1979.6-），男，山东省蒙阴县云蒙湖生态区管理委员会，汉，大专，研究方向：软磁功能材料的制备及在电子器件中的应用等关键技术的研究及产业延伸发展

侯国强（1975.3-），男，山东省郓城县双桥乡，高中，研究方向：非晶态纳米合金材料制备及在电子器件中的应用

摘要：在电力电子工业现代化发展进程中，加工性能较为优异的非晶软磁复合材料得到了广泛应用，为复杂器件、微型器件的成型，提供了强有力的支撑。基于此，本文简要分析了非晶软磁复合材料的发展历史后，从制备加工与质量提升两个维度出发，重点阐述了该材料最近的研究进展，并深入探讨其未来一段时间的发展趋势，旨在提高非晶软磁复合材料的制作质量和水平，促进我国电力电子领域的可持续高质量发展。

关键词：非晶软磁复合材料；制备工艺；质量提升

引言：在新时期，绿色、节能是半导体、新能源以及通信等领域未来发展的重点方向和主要目标，在此背景下，高频发展的电力电子器件面临着损耗过高的严峻考验，而非晶软磁复合材料本身具备涡流损耗低、磁芯损耗低等特点，科学应用到复杂器件与微型器件的制作中，能够大幅度降低电力电子器件的损耗，促进我国电力电子领域的节能绿色发展。由此可知，深层次分析并研究非晶软磁复合材料在制备加工与质量提升上的最近研究进展，再客观预测其未来的发展趋势，对于整个社会经济的良好发展意义深远。

1非晶软磁复合材料概述

非晶软磁复合材料是一种以传统粉末冶金技术为依托，对非晶粉末进行绝缘包覆后压制成型的新型软磁材料，相较于传统的软磁材料，在密度、频率以及功率等多个维度，展现出了较强的优势，如下所述：

①密度：高饱和磁通密度是非晶软磁复合材料最显著的优势特征之一，在磁场强度较高的技术条件下，仍然能够保持理想的磁通量[1]。

②频率：非晶软磁复合材料的频率范围在10kHz-1MHz以内，因此磁导率的稳定性较强，在高频电力电子器件的加工制作中，能够发挥出显著的作用和价值。

③功率：非晶粉末与FeSiBC是非晶软磁复合材料加工制作的两大基材，其中非晶粉末，在材料功率损耗的降低方面效果显著，这种性能在高频下表现更为优异。据此可知，在电力电子器件高频化发展的背景下，需要利用综合性能较强的非晶软磁复合材料，降低功率损耗，减少不必要的能源消耗。因此科学分析非晶软磁复合材料的最近研究进展至关重要，既能够弥补现有研究成果的欠缺和不足，还能够为电力电子领域更好的应用该材料提供实践指导。

从宏观的角度出发，分析非晶软磁复合材料可知，其拥有着悠久的发展历史且应用范围广泛，如图1所示。

通过对图1的观察和分析可知，非晶软磁复合材料至今已发展140年，在长时间的发展中，积累了大量有价值的研究成果，具体表现在制备加工与质量提升两个维度，因此本文以二者为切入点，客观探讨制备加工技术的运用方法以及提高材料质量的有效措施，有利于相关行业企业的健康发展。

2非晶软磁复合材料最近研究进展分析

2.1制备加工技术

非晶软磁复合材料的制备加工主要由三大工艺环节构成，分别是非晶磁粉制备——绝缘包覆——磁芯成型，三者当前最近的研究进展，如下所述：

①制备：随着科学技术的不断发展，越来越多的非晶磁粉制备工艺应运而生，如破碎技术、机械合金技术以及雾化技术等，不同制备技术的工作原理与操作方法存在较大的差异性，本文重点探讨应用频率较高的机械合金技术。这种非晶磁粉制备工艺指的是在球磨机的作用下，对合金粉末或者混合粉末进行破碎处理，使其在冷焊的过程中，逐渐生产出适用于非晶软磁复合材料的非晶磁粉。在实际操作该技术时，需要高度重视参数优化与气氛选择工作，其中参数优化指的是对球磨机的技术参数进行有针对性的设定，如时间、转速等，避免因设备原因或者人为操作失误，影响到非晶磁粉的高质量制备。同时为保证粉末的非晶转变过程科学合理，还要选择与相应材料体系高度契合的保护气氛，以便于非晶磁粉的高水平制备[2]。

②包覆：在非晶软磁复合材料制备过程中，为确保其电阻率在合理范围内，实现对磁粉芯高频涡流损耗的有效控制，需要将绝缘层包覆到磁粉表面，以免磁粉之间互相接触。现阶段，适用于非晶软磁复合材料绝缘包覆的材料较多，按照化学成分，可将其划分成两种类型，一种是有机包覆材料，如环氧树脂、酚醛树脂以及聚酰胺树脂等；另一种是无机包覆材料，主要是各种电阻率较高的氧化物，如SiO2、TiO2、Al2O3等。将有机包覆材料与无机包覆材料进行综合对比分析可知，前者黏结性相对较强，但存在耐热性差的问题，导致磁粉芯的热处理温度无法有效提升；后者耐热性较强，但黏结性不佳，极易造成磁芯开裂、脱落等不良现象。因此在制备非晶软磁复合材料时，需要根据材料的实际使用需求，科学选择合适的包覆材料，并对材料的用量进行严格的控制，确保最终的成品能够在最大程度上满足有关器件对高质量生产的需求。

③成型：当磁粉的绝缘包覆作业结束后，就需要应用压制工艺使其成型，主要的操作流程是：准备模具——磁粉放入模具——压力器压制模具——获得成型磁粉。当前，非晶软磁复合材料主流的压制成型工艺有三种，分别是热压成型、烧结成型以及冷压成型，三者的操作方法存在较大的差异。以冷压成型工艺为例，其相对较为成熟，在行业内部应用广泛，主要的应用方法就是在常温条件下，利用磨具对磁粉进行压制处理。最近研究成果表明，冷压成型工艺的压实压力与退火温度，对非晶软磁复合材料微结构与性能的影响较大，其中压实压力与材料的磁导率、损耗率联系密切，当压力有1400MPa升高至2200Mpa，材料的磁导率将会出现快速升高的情况，而损耗会随之下降，因此在实际操作该技术时，要注重成型压力的控制，确保材料的各方面性能符合技术规范。

2.2质量提升技术

在非晶软磁复合材料制备加工期间，需要采取行之有效的质量提升措施，强化材料的整体性能。现阶段，适用于该材料的质量提升技术有热处理技术、界面结构调控技术以及磁畴结构调控技术等，以磁畴结构调控技术为例，在该技术的支撑下，了解到材料的微观结构与宏观性能后，再对材料的整体性能进行全面优化，可大幅度提高非晶软磁复合材料的整体性能，以便于后期的有效利用。

3非晶软磁复合材料未来发展趋势

在科学技术高速发展的背景下，非晶软磁复合材料的制备加工取得了显著的进步，但也存在诸多欠缺和不足，如性能一致性与稳定性较差等，即无法保证两个非晶软磁复合材料在性能上具有高度的一致性，给各种器件的制作，造成了不良影响。因此在未来性能一致性与稳定性的提升，将是非晶软磁复合材料发展的必然趋势。

结论：综上所述，通过对非晶软磁复合材料现有研究成果的分析可知，无论是加工制作还是质量提升，都取得了较大的突破性进展，在未来拥有广阔的发展前景，但也面临着诸多严峻的考验，具体表现性能一致性与稳定性两个层面，即现行的制备工艺相对较为繁琐，在实际操作中，极易受人为、设备以及环境等因素的影响，出现性能不一、质量较差等问题。因此，软磁材料领域应正视非晶软磁复合材料当前面临的严峻考验，投入更多的资金资源，用于工艺优化与改进中，提高材料制备质量和效率的同时，助力于社会经济的高质量、高水平发展。

参考文献：

[1]吴深，管英杰，刘洪坤，等.FeSiBCr/硅酮树脂非晶软磁复合材料的制备及磁性能研究[J].热加工工艺，2025，54（07）：84-89.

[2]郭海，聂敏，杨依婷，等.非晶/Fe-Si软磁复合材料的电磁特性及微观组织[J].复合材料学报，2024，41（12）：6793-6801.