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新材料技术

需求背景

目前，国内从事铁氧体材料生产的企业，其绝大部分产品还处于PC95材料及以下级别。高性能的低损耗铁氧体材料产品较少，并且与国外同类型产品的性能差距较大。至于能够量产的高频低损耗材料更是市场空白，导致了国内自主电源制造业只能生产低端产品，而高端产品则依赖于进口国外知名企业的高频铁氧体磁心材料。这种情况严重制约了我国电子信息产业的发展。更为严重的是，近年来国外不断对我国进行科技制裁，从通信企业到科研类高校、研究机构，均受到严重的冲击。在这样的大环境下，研发我国自主的高频宽温超低功率损耗软磁铁氧体材料，对我国电子信息产业的发展具有重大意义。

因此，需要研究一种在具有高Bs值、高频损耗低的高频宽温超低损耗铁氧体材料。

需解决的主要技术难题

1. 材料成分与结构设计：为了实现宽温超低损耗特性，需要精确控制铁氧体材料的成分和微观结构。这涉及到对材料成分的优化选择、配比以及材料的晶格结构和电子能态的调控，以确保材料在宽温度范围内具有稳定的磁性能。
2. 制备工艺与控制：高频宽温超低损耗铁氧体材料的制备工艺要求较高。需要采用先进的制备技术，如化学共沉淀法、溶胶凝胶法、高温固相法等，以获得具有优异磁性能的铁氧体材料。同时，制备过程中需要严格控制工艺参数，如温度、压力、气氛、反应时间等，以保证材料的均匀性、致密性和相纯度。
3. 材料性能检测与表征：高频宽温超低损耗铁氧体材料的性能检测和表征是制造过程中的重要环节。需要采用先进的测试手段和方法，如电磁测量、X射线衍射、穆斯堡尔谱等，对材料的磁导率、磁损耗、电阻率、居里温度等关键性能参数进行准确测量和评估。
4. 材料稳定性与可靠性：高频宽温超低损耗铁氧体材料需要在宽温度范围内保持稳定的磁性能，并且具有较高的可靠性。这涉及到对材料在不同温度和频率下的性能变化进行深入研究，并解决由此带来的挑战，如温度相关性能退化、老化等。
5. 环保与可持续发展：在制造高频宽温超低损耗铁氧体材料时，需要关注环保和可持续发展问题。采用环保的材料和工艺，降低能耗和排放污染物，减少对环境的破坏和污染。同时，对于废弃的铁氧体材料，也需要进行环保处理和资源回收再利用。

期望实现的主要技术目标

1. 材料成分与结构设计：通过精心选择材料成分和优化结构设计，实现磁损耗和介电损耗的降低。这包括调整铁氧体材料的组成元素、添加增强磁性能的元素以及优化微观结构等。
2. 制备工艺优化：采用先进的制备技术，如化学共沉淀法、溶胶-凝胶法等，以获得具有均匀、细晶粒和优异性能的铁氧体材料。此外，还需要对材料的烧结工艺进行优化，以获得最佳的致密化和性能。
3. 材料性能测试与表征：在宽温度范围内对材料的磁性能和介电性能进行详细测试，包括磁导率、磁损耗、介电常数、介电损耗等。通过这些测试，可以对材料的性能进行全面评估，并进一步优化其性能。
4. 高频性能提升：为了满足高频应用的需求，需要提高材料的电磁性能，如磁导率和电阻率等。这可以通过调整材料成分和微观结构、添加增强高频性能的元素等方式实现。
5. 热稳定性研究：评估材料在不同温度下的稳定性和可靠性，确保其在宽温度范围内具有稳定的性能表现。这需要对材料进行高温退火、热循环等处理，以测试其稳定性和可靠性。
6. 环保与可持续发展：采用环保材料和工艺，降低能耗和减少对环境的影响。同时，对废弃的铁氧体材料进行环保处理和资源回收再利用。

处理进度