易面各向异性稀土-3d金属化合物高频磁性能研究
成果类型:: 实用新型专利
发布时间: 2022-10-18 17:37:29
本项目致力于高性能稀土高频软磁材料的高频工作机理研究、性能提升及应用推广工作。国内外首创地提出了具有易磁化面高频软磁材料的工作模型——双各向异性模型,从原理上解释了易面型稀土-3d金属高频软磁材料具有更高高频本征磁性的原因。易面型稀土-3d金属高频软磁材料高频磁性可以突破Snoek极限的限制,满足当前高频器件工作频率不断提高的需求。在相同饱和磁化强度的条件下,与传统高频软磁材料比,具有更高的工作频率和磁导率初始值。当前,通过调控易面型稀土-3d金属高频软磁材料各向异性场的大小和方向,改进制备工艺,得到了截止频率达到10GHz,磁导率初始值大于10的高频软磁复合材料,居里温度比传统Co2Z铁氧体材料高100℃左右。
(一)在传统工艺制备的易面各向异性稀土-3d金属高频软磁材料突破Snoek极限限制的基础上,为了进一步改进材料的高频磁性,提出了磁场旋转取向制备高频软磁材料的思路,相对于传统工艺,在保持材料共振频率基本保持不变的前提下,其初始磁导率有1.2-1.5倍的提升。(二)开发了二维(2D)易面各向异性稀土-3d金属高频软磁材料制备技术。针对传统高频微波磁粉为不规则颗粒形状,涡流效应明显,不利于在更高频率下维持高的磁导率的弊端,我们提出了制备2D易面各向异性稀土-3d金属高频软磁材料的制备思路,使材料同时具有易面形状各向异性和易面磁晶各向异性,而且两种各向异性方向保持一致。
易面型稀土-3d金属合金具有优异的高频软磁性能,在变压器、电感、功率开关等能量转换设备,移动通讯、云服务、可视电话等通讯设备,飞机、舰船、导弹等武器装备隐身等方面均有广阔的应用前景。虽然该系列材料的功能器件尚未大范围应用,取代常规高频软磁材料有待时日,但只要市场认可度足够,其应用推广将呈燎原之势,产生的经济社会效益将难以估量,本项目的成果对于我国抢占高频软磁材料市场意义重大。
目前本项目研究成果正在广州新莱福磁电有限公司、惠州市福益乐永磁科技有限公司等企业进行工程化验证,相关产品已逐步推入市场。
李发伸,原兰大大学校长、教授,曾获省部级科技进步二等奖3项、省部级科技进步三等奖1项,提出同时具有高磁导率和更高工作频率软磁材料的物理模型——双各向异性模型(2004);提出易面型稀土-3d金属间化合物能开发成新一代高频微波软磁材料(2004);经多年的实验摸索,终于获得了这类材料的高频微波频段的磁谱(2008);会同国内多家单位开展,推进这类新型高频软磁材料与器件的研究与产业化;发表相关论文14篇,获授权发明专利4项。 杨金波,北京大学物理学院教授,主要负责项目的总体设计,开发了不同体系稀土-3d金属高频软磁材料,包括间隙原子调制和Si元素调制无序结构的化合物。研究了这些材料的高频软磁和微波吸收特性。完成相关论文5篇,第一发明人申请发明专利2项。投入本项目工作量占本人工作量的60%。
一、本项目为我国新型高频软磁材料的开发开拓了新的方向,将促进我国高频电子器件向小型化、集约化、轻量化、节能减排等方向升级换代;
二、本项目中应用的稀土元素主要是La、Ce、Y等高丰度元素,对我国稀土元素的平衡利用产生了积极影响,将有效解决我国高丰度元素严重过剩问题;
三、本项目进一步拓展了稀土元素在国防军工、高端电子器件等领域的应用,巩固了稀土战略资源地位。
合作方式:技术开发
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