低功耗高性能软磁复合材料及关键制备技术

2016年度国家技术发明奖项目名单二等奖47项（通用项目）序号编号项目名称主要完成人推荐单位（推荐专家）1F-301-2-01 良种牛羊高效克隆技术张涌(西北农林科技大学)，周欢敏(内蒙古农业大学)，权富生(西北农林科技大学)，李光鹏(内蒙古大学)，王勇胜(西北农林科技大学)，刘军(西北农林科技大学)陕西省2F-301-2-02 芝麻优异种质创制与新品种选育技术及应用张海洋(河南省农业科学院芝麻研究中心)，苗红梅(河南省农业科学院芝麻研究中心)，魏利斌(河南省农业科学院芝麻研究中心)，张体德(河南省农业科学院芝麻研究中心)，李春(河南省农业科学院芝麻研究中心)，刘红彦(河南省农业科学院植物保护研究所)河南省3F-301-2-03 玉米重要营养品质优良基因发掘与分子育种应用李建生(中国农业大学)，严建兵(华中农业大学)，杨小红(中国农业大学)，胡建广(广东省农业科学院作物研究所)，教育部陈绍江(中国农业大学)，王国英(中国农业科学院作物科学研究所)4F-301-2-04 动物源食品中主要兽药残留物高效检测关键技术袁宗辉(华中农业大学)，彭大鹏(华中农业大学)，王玉莲(华中农业大学)，陈冬梅(华中农业大学)，陶燕飞(华中农业大学)，潘源虎(华中农业大学)教育部5F-301-2-05 基于高塔熔体造粒关键技术的生产体系构建与新型肥料产品创制高进华(史丹利化肥股份有限公司)，陈明良(上海化工研究院)，武志杰(中国科学院沈阳应用生态研究所)，孔亦周(宝鸡秦东流体设备制造有限公司)，张英鹏(山东省农业科学院农业资源与环境研究所)，解学仕(史丹利化肥股份有限公司)山东省6F-302-2-01 骨折微创复位固定核心技术体系的创建与临床应用张英泽(河北医科大学第三医院)，侯志勇(河北医科大学第三医院)，陈伟(河北医科大学第三医院)，张柳(华北理工大学)，郑占乐(河北医科大学第三医院)，王娟(河北医科大学第三医院)中华医学会7F-302-2-02 多肽化学修饰的关键技术及其在多肽新药王锐(兰州大学)，甘肃省创制中的应用袁建成(深圳翰宇药业股份有限公司)，方泉(兰州大学)，马亚平(深圳翰宇药业股份有限公司)，刘建(深圳翰宇药业股份有限公司)，张邦治(兰州大学)8F-303-2-01 刘文汇(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院)，金之钧(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院)，秦建中(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院)，徐旭辉(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院)，郑伦举(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院)，张志荣(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院)中国石油化工集团公司9F-303-2-02 复杂结构井特种钻井液及工业化应用蒋官澄(中国石油大学（北京）)，孙金声(中国石油集团钻井工程技术研究院)，蒲晓林(西南石油大学)，高德利(中国石油大学（北京）)，王玺(中国石油集团钻井工程技术研究院)，王平全(西南石油大学)中国石油和化学工业联合会10F-303-2-03 陆域天然气水合物冷钻热采关键技术孙友宏(吉林大学)，郭威(吉林大学)，陈晨(吉林大学)，张永勤(中国地质科学院勘探技术吉林省研究所)，祝有海(中国地质调查局油气资源调查中心)，高科(吉林大学)11F-303-2-04 深海高精度超短基线水声定位技术与应用孙大军(哈尔滨工程大学)，郑翠娥(哈尔滨工程大学)，张殿伦(哈尔滨工程大学)，勇俊(哈尔滨工程大学)，张居成(哈尔滨工程大学)，吴永亭(国家海洋局第一海洋研究所)中国海洋工程咨询协会12F-303-2-05 深层超深层油气藏压裂酸化高效改造技术及应用赵金洲(西南石油大学)，郭建春(西南石油大学)，李勇明(西南石油大学)，卢聪(西南石油大学)，林涛(中国石油化工股份有限公司西北油田分公司)，李雪(中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司)中国石油和化学工业联合会13F-304-2-01 白敏冬(大连海事大学)，张芝涛(大连海事大学)，黄凌风(厦门大学)，白敏菂(大连海事大学)，田一平(大连海事大学)，张均东(大连海事大学)厦门市14F-304-2-02 复杂水工混凝土结构服役性态诊断技术与实践胡少伟(水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院)，顾冲时(河海大学)，苏怀智(河海大学)，水利部沈省三(基康仪器股份有限公司)，何秀凤(河海大学)，陆俊(水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院)15F-305-2-01 陈文兴(浙江理工大学)，金革(浙江古纤道新材料股份有限公司)，严旭明(扬州惠通化工技术有限公司)，刘雄(浙江古纤道新材料股份有限公司)，王建辉(浙江古纤道新材料股份有限公司)，张先明(浙江理工大学)浙江省16F-305-2-02 重要脂溶性营养素超微化制造关键技术创新及产业化陈志荣(浙江大学)，仇丹(宁波工程学院)，尹红(浙江大学)，陈建峰(北京化工大学)，石立芳(浙江新和成股份有限公司)，李建东(浙江新和成股份有限公司)中国轻工业联合会17F-305-2-03 木质纤维生物质多级资源化利用关键技术及应用孙润仓(北京林业大学)，彭万喜(中南林业科技大学)，程少博(山东龙力生物科技股份有限公司)，袁同琦(北京林业大学)，许凤(华南理工大学)，肖林(山东龙力生物科技股份有限公司)中国轻工业联合会18F-306-2-01 基于声发射监控的聚烯烃流化床反应器新技术阳永荣(浙江大学)，王靖岱(浙江大学)，教育部蒋斌波(浙江大学)，黄正梁(浙江大学)，廖祖维(浙江大学)，杨宝柱(中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司)19F-306-2-02 单晶多空心钛硅分子筛催化新材料及制备关键技术林民(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院)，舒兴田(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院)，史春风(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院)，李国繁(中国石化催化剂有限公司)，朱斌(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院)，戴泳(中国石化催化剂有限公司)闵恩泽20F-306-2-03 基团功能强化的新型反应性染料创制与应用张淑芬(大连理工大学)，唐炳涛(大连理工大学)，马威(大连理工大学)，吕荣文(大连理工大学)，朱海根(浙江舜龙化工有限公司)，毛志平(东华大学)中国石油和化学工业联合会21F-307-2-01 水泥基压电复合监测材料与器件成套制备技术及在混凝土工程应用程新(济南大学)，黄世峰(济南大学)，徐东宇(济南大学)，徐跃胜(济南大学)，王蕾(济南大学)，秦磊(济南大学)中国建筑材料联合会22F-307-2-02 李红霞(中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司)，杨彬(中钢集团洛阳耐火材料研河南省究院有限公司)，刘国齐(中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司)，张厚兴(濮阳濮耐高温材料（集团）股份有限公司)，李亚伟(武汉科技大学)，徐跃庆(河南熔金高温材料股份有限公司)23F-307-2-03 低功耗高性能软磁复合材料及关键制备技术严密(浙江大学)，吴琛(浙江大学)，王新华(浙江大学)，何时金(横店集团东磁股份有限公司)，柯昕(浙江东睦科达磁电有限公司)，张瑞标(天通控股股份有限公司)浙江省24F-307-2-04 强韧与润滑一体化碳基薄膜关键技术与工程应用王立平(中国科学院兰州化学物理研究所)，张俊彦(中国科学院兰州化学物理研究所)，蒲吉斌(中国科学院兰州化学物理研究所)，薛群基(中国科学院兰州化学物理研究所)，张斌(中国科学院兰州化学物理研究所)，阎兴斌(中国科学院兰州化学物理研究所)甘肃省25F-307-2-05 新型合金材料受控非平衡凝固技术及应用陈光(南京理工大学)，徐锋(南京理工大学)，孙国元(南京理工大学)，傅恒志(西北工业大学)，工业和信息化部王志华(南京理工大学)，陈栋(江苏晨朗电子集团有限公司)26F-30801-2-01王树新(天津大学)，王延辉(天津大学)，张宏伟(天津大学)，刘玉红(天津大学)，孙秀军(天津大学)，吴芝亮(天津大学)天津市27F-30801-2-02 复现高超声速飞行条件激波风洞实验技术姜宗林(中国科学院力学研究所)，赵伟(中国科学院力学研究所)，刘云峰(中国科学院力学研究所)，王春(中国科学院力学研究所)，李进平(中国科学院力学研究所)，俞鸿儒(中国科学院力学研究所)中国科学院28F-30801-2-03 高性能轻量化构件局部加载精确塑性成形成性一体化制造技术杨合(西北工业大学)，孙志超(西北工业大学)，詹梅(西北工业大学)，李恒(西北工业大学)，樊晓光(西北工业大学)，李光俊(成都飞机工业（集团）有限责任公司)陕西省29F-30801-2-04 多工位精锻净成形关键技术与装备王新云(华中科技大学)，夏巨谌(华中科技大学)，夏汉关(江苏太平洋精锻科技股份有限公司)，周红祥(湖北三环锻压设备有限公司)，金俊松(华中科技大学)，中国机械工业联合会黄廷波(江苏飞船股份有限公司)30F-30801-2-05 灵巧假肢及其神经信息通道重建技术朱向阳(上海交通大学)，姜力(哈尔滨工业大学)，熊蔡华(华中科技大学)，傅丹琦(丹阳假肢厂有限公司)，盛鑫军(上海交通大学)，刘宏(哈尔滨工业大学)上海市31F-30801-2-06 飞机复杂结构件数控加工动态特征技术及应用李迎光(南京航空航天大学)，牟文平(成都飞机工业（集团）有限责任公司)，刘长青(南京航空航天大学)，楚王伟(成都飞机工业（集团）有限责任公司)，隋少春(成都飞机工业（集团）有限责任公司)，刘旭(南京航空航天大学)中国机械工业联合会32F-30802-2-01荣命哲(西安交通大学)，吴翊(西安交通大学)，杨飞(西安交通大学)，纽春萍(西安交通大学)，王小华(西安交通大学)，朱忠建(大全集团有限公司)陕西省33F-30802-2-02 强容错宽调速永磁无刷电机关键技术及应用程明(东南大学)，朱孝勇(江苏大学)，花为(东南大学)，全力(江苏大学)，鲍文光(新大洋机电集团有限公司)，曹瑞武(东南大学)中国机械工业联合会34F-30802-2-03 ±800kV特高压直流输电换流阀关键技术及应用汤广福(国网智能电网研究院)，查鲲鹏(中电普瑞电力工程有限公司)，邱宇峰(国网智能电网研究院)，崔翔(华北电力大学)，贺之渊(国网智能电网研究院)，魏晓光(国网智能电网研究院)北京市35F-30802-2-04 基于燃料多样化的压燃发动机关键技术及应用黄震(上海交通大学)，乔信起(上海交通大学)，缪雪龙(中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所)，张武高(上海交通大学)，俞建达(中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所)，朱磊(上海交通大学)上海市36F-30901-2-01 先进日盲紫外探测与应用技术张荣(南京大学)，闫锋(南京大学)，陈敦军(南京大学)，陆海(南京大学)，唐光华(中国电子科技集团公司第五十五研究所)，郑有炓(南京大学)教育部37F-30901-2-02 超大型精密仪器装备气/磁阵列隔微振技术与装置谭久彬(哈尔滨工业大学)，王雷(哈尔滨工业大学)，崔俊宁(哈尔滨工业大学)，赵勃(哈尔滨工业大学)，杨文国(哈尔滨工业大学)，闻荣伟(哈尔滨工业大学)教育部38F-30901-2-03 混合式光纤传感技术及其在工程安全监测刘铁根(天津大学)，天津市领域中的应用江俊峰(天津大学)，刘琨(天津大学)，孟凡勇(北京品傲光电科技有限公司)，张红霞(天津大学)，张以谟(天津大学)39F-30901-2-04 广域宽带协同通信技术与应用陆建华(清华大学)，朱洪波(南京邮电大学)，陶晓明(清华大学)，杨龙祥(南京邮电大学)，冯伟(清华大学)，汪园丽(上海文络电子科技有限公司)工业和信息化部40F-30901-2-05 多界面光-热耦合白光LED封装优化技术刘胜(华中科技大学)，罗小兵(华中科技大学)，陈明祥(华中科技大学)，裴小明(深圳市瑞丰光电子股份有限公司)，王恺(广东昭信企业集团有限公司)，郑怀(武汉大学)工业和信息化部41F-30902-2-01 支持服务创新的可扩展路由交换关键技术、系统及产业化应用徐恪(清华大学)，尹霞(清华大学)，甘玉玺(中兴通讯股份有限公司)，何均宏(华为技术有限公司)，吴建平(清华大学)，赵有健(清华大学)工业和信息化部42F-30902-2-02吕卫锋(北京航空航天大学)，诸彤宇(北京航空航天大学)，工业和信息化部杜博文(北京航空航天大学)，李建军(北京世纪高通科技有限公司)，郭胜敏(北京掌行通信息技术有限公司)，于海涛(北京市交通信息中心)43F-30902-2-03谢少荣(上海大学)，罗均(上海大学)，彭艳(上海大学)，蒲华燕(上海大学)，狄伟(交通运输部东海航海保障中心上海海事测绘中心)，赵建国(青岛北海船舶重工有限责任公司)上海市44F-30902-2-04 钢铁生产与物流调度关键技术及应用唐立新(东北大学)，孟盈(东北大学)，汪恭书(东北大学)，杨阳(东北大学)，郭庆新(东北大学)，赵任(东北大学)教育部45F-310-2-01 王平(西南交通大学)，朱颖(中铁二院工程集团有限责任公司)，刘成龙(西南交通大学)，陶捷(江西日月明测控科技股份有限公司)，苏谦(西南交通大学)，陈嵘(西南交通大学)四川省46F-310-2-02 软土地基沉降控制刚性桩复合地基新技术与应用刘汉龙(河海大学)，陈永辉(河海大学)，中国科协丁选明(河海大学)，孔纲强(河海大学)，陈育民(河海大学)，陈龙(河海大学)47F-310-2-03 地铁环境保障与高效节能关键技术创新及应用李安桂(西安建筑科技大学)，李国庆(北京城建设计发展集团股份有限公司)，潘展华(广东申菱环境系统股份有限公司)，耿世彬(中国人民解放军理工大学)，尹海国(西安建筑科技大学)，孟鑫(北京城建设计发展集团股份有限公司)住房和城乡建设部。

软磁复合材料在电机中的应用
软磁复合材料是指复合了软磁体和非磁性体的一种材料，具有较高的磁导率和磁阻率，被广泛应用于电机领域。

本文将从软磁复合材料的组成、制备、应用等方面介绍其在电机中的应用。

一、软磁复合材料的组成
软磁复合材料由软磁体和非磁性体两部分组成。

其中软磁体主要是指铁素体、铁氟龙和铁硅铝等，具有较高的磁导率和磁滞损耗；非磁性体则是指氧化物、碳酸钙和树脂等，主要用于增加材料的强度、降低磁滞损耗和控制磁导率等。

二、软磁复合材料的制备
目前，软磁复合材料的制备方法主要有两种，即混合法和纳米材料掺杂法。

其中混合法是将软磁体和非磁性体混合均匀后通过压制、烧结等方式制备而成；而纳米材料掺杂法则是将纳米级的非磁性体掺杂到软磁体中，使其形成具有优异性能的复合材料。

三、软磁复合材料在电机中的应用
由于软磁复合材料具有较高的磁导率和磁阻率，能够有效地控制磁场分布和减小磁滞损耗，因此在电机中得到广泛的应用。

其主要应用领域包括以下几个方面：
1. 电机铁芯
软磁复合材料能够有效地减轻电机铁芯的重量和体积，提高电机的效率和功率密度，适用于各类低速、中速和高速电机。

2. 变压器铁芯
软磁复合材料的制备工艺简单，能够有效地提高变压器的效率和功率密度，使得变压器铁芯具有更小的体积和更高的磁感应强度。

3. 电磁兼容
软磁复合材料具有较低的噪声和电磁干扰特性，能够提高电机的可靠性和稳定性，适用于各类高精度控制和高速运动设备。

综上所述，软磁复合材料在电机领域中具有广泛的应用前景，随着科技的不断发展和进步，相信它将会在未来得到更为广泛的应用。

基于金属软磁复合材料的电感元器件的生产过程
基于金属软磁复合材料的电感元器件的生产过程主要包括以下几个步骤：
1. 材料准备：选择适合的金属软磁材料作为主要材料。

常用的金属软磁材料包括铁氧体、铝镍钴合金等。

根据设计要求，将材料进行切割、修整，获得所需的形状和尺寸。

2. 软磁材料处理：根据具体要求，进行软磁材料的表面处理，如去除污垢、氧化层等。

这些处理可以通过酸洗、磨砂等方法进行。

3. 线圈制备：根据设计要求，选择合适的电线进行制备线圈。

将电线缠绕在芯片或骨架上，形成线圈结构。

线圈可以是单层、多层或交错层等不同形式。

4. 线圈和软磁材料的结合：将制备好的软磁材料与线圈结合起来。

通常情况下，线圈会被穿过软磁材料的孔洞，或者直接固定在软磁材料的表面。

5. 封装和保护：为了保护线圈和软磁材料免受外部环境的影响，可以进行封装和保护处理。

常用的封装材料包括塑料、环氧树脂等。

将元器件放置在合适的封装容器中，注入封装材料，使其固化。

6. 电性能测试：对制备好的电感元器件进行电性能测试。

测试项目包括电感值、阻抗、频率响应等。

根据测试结果进行调整
和改善，确保元器件符合设计要求。

7. 包装和质量检查：对通过电性能测试的元器件进行包装和质量检查。

确保元器件的外观质量和功能性能无缺陷。

8. 成品出厂：将质量合格的电感元器件包装好，准备出厂销售。

以上是基于金属软磁复合材料的电感元器件的生产过程的基本步骤，具体的流程和方法可能会因厂家和产品类型的不同而有所差异。

我国是铁粉生产大国，年生产能力超过22万吨，从目前市场应用情况看，主要用于传统粉末冶金产品，附加值低，竞争激烈，缺乏新型高附加值产品的研究与应用开发。

我国是重要的软磁材料生产和消费大国。

据统计，2011年我国仅硅钢片产量达到310万吨，消费量超过350万吨。

但这些软磁材料在使用中不同程度地存在价格高、应用过程繁琐、复杂形状成形困难、回收再利用性差等问题，限制了其在部分领域的应用。

因此，开展高性能IPSMC材料研究，进而开发环保型磁芯，部分替代硅钢、坡莫合金等传统软磁材料，不仅经济效益显著，而且有利于提高我国粉末冶金工业的整体技术水平，形成具有自主知识产权的技术与产品体系，而且产品绿色环保，可实现回收利用。

所以，开发高性能IPSMC材料具有重要的现实意义和良好的市场前景，经济效益、社会效益和环境效益显著。

采用铁粉颗粒表面复合纳米化技术制备高性能铁粉软磁复合材料（IPSMC），进而通过温压技术开发高性能电机磁芯是软磁材料应用研究的新方向之一。

IPSMC材料的特点突出表现为：具有各向同性的磁性能，具有低的涡流损耗，利于制造精密的二维、三维部件；有利于提高制造的一体化水平，体积小，结构紧凑，形式多样；IPSMC磁芯可显著提高单位体积铜导线的填充系数，减少导线体积，从而降低热阻率与端绕组，提高电机性能，并节约铜导线用量；IPSMC压制磁芯部件易于实现回收再利用，既节约又环保。

软磁复合材料可替代传统的硅钢片和坡莫合金等软磁材料，产品绿色环保，可实现回收利用。

据预测，仅我国在家电、汽车、高频电子变压器、脉冲变压器、微型电机、传感器、电磁阀、特种电感等方面特种磁芯的用量将不低于10万吨/年，产值超过100亿片。

铁基软磁材料在电磁器件中有重要的用途。

熔铸电磁软铁由于磁感应强度高而应用于各种电磁阀，但是纯铁切削性能差使制造复杂形状零件的加工成本增高。

粉末冶金软磁材料具有近终成形的特点，适于制备复杂形状磁性零件，具有广阔的应用前景。

软磁复合材料的生产流程软磁复合材料的生产呀，得从原材料的选择开始说起。

这就像是做菜要选好食材一样重要哦。

一般来说呢，会选择一些具有良好软磁性能的金属粉末，像铁粉之类的就是很常见的选择。

这些粉末的纯度、粒度啥的都有讲究。

如果粉末不纯，就好比菜里混进了坏东西，那做出来的软磁复合材料肯定质量就不咋地啦。

而粒度呢，就像菜切得大小合适不合适一样，太粗或者太细都不行，得恰到好处，这样才能保证后面的加工顺利进行。

选好了原材料，接下来就是混料的环节啦。

这个时候就像是把各种调料和食材混合在一起，要让它们均匀地分布才行。

在混料的时候呢，会加入一些添加剂，比如说润滑剂之类的。

这就好比做菜时加的油，能让这个混合的过程更加顺畅。

这些添加剂可不能随便加，得按照一定的比例来，就像做菜放盐不能放太多也不能放太少一样，要不多不少才能让软磁复合材料达到最佳的性能。

混料完成后，就到了成型的阶段喽。

这就像是把揉好的面团捏成想要的形状。

对于软磁复合材料呢，可以采用很多种成型的方法，比如说压制成型。

这就好比把面团用力压一压，变成一个饼或者其他形状。

在压制成型的时候，压力的大小很关键哦。

压力小了，可能就成型不好，松松垮垮的；压力大了呢，又可能会把材料压坏了。

所以这个压力就得根据材料的特性和想要的形状来调整，就像捏不同的东西要用不同的力气一样。

成型之后呀，还有一个烧结的步骤。

这就像是把做好形状的东西放到锅里煮或者烤一样。

烧结的时候呢，要控制好温度和时间。

温度太低或者时间太短，材料就不能很好地融合在一起，就像没煮熟的饭一样，吃起来口感不好，材料的性能也不好。

但是温度太高或者时间太长呢，又可能会出现一些其他的问题，比如材料会变形之类的。

所以这个烧结的火候可得好好把握呢。

等烧结完成了，还得进行一些后续的处理。

比如说加工成最终需要的尺寸呀，还有可能要进行一些表面处理之类的。

这就好比给做好的菜装盘，再稍微装饰一下。

这些后续的处理虽然看起来没有前面的步骤那么复杂，但也很重要哦。