软磁铁氧体发展前景要点

MnZn功率铁氧体发展趋势探讨

海宁市联丰磁业有限公司 严剑峰 李永劬 郭凤鸣

摘要 介绍了MnZn功率铁氧体材料及其制备工艺的近况和发展趋势。

1 前言

软磁铁氧体材料的发明与实用化，至今已有70多年。由于它具有高磁导率、高电阻率、低损耗、易于加工成各种形状以及主要原材料成本相对价格较低等优点，因而可以用它制作成各种电子变压器、开关电源、逆变器、滤波器、扼流圈、电感器、电子镇流器等，广泛应用于家用电器、计算机、手机、通信、办公自动化、显示器、远程监控、电磁兼容、绿色照明、环保节能等领域。软磁铁氧体的应用领域还在不断扩展，目前在汽车电子、新能源领域又获得了大量应用。软磁铁氧体是现代信息产业中最重要的基础功能材料之一，与国家经济和人民的日常生活息息相关。

最近几十年来软磁铁氧体始终保持着快速发展的势头，其中MnZn铁氧体约占软磁铁氧体总产量的70%左右, 而MnZn功率铁氧体占MnZn铁氧体总产量的70%左右, 所以国内外各个铁氧体公司非常重视对MnZn功率铁氧体材料的研究，投入了大量人力、物力、财力在这个领域中。

目前国内MnZn功率铁氧体的发展已从热衷于新材料开发延伸到重视生产工艺研究和生产设备开发。

2 MnZn功率铁氧体材料发展趋势探讨

2.1 低损耗材料的发展趋势

降低损耗，这一技术趋势一直是功率铁氧体材料几十年来的主要发展特征。综合半导体和电子线路技术的发展状态，几十年来开关电源的工作频率普遍在20～300kHz左右。针对这一需求，日本TDK公司陆续推出了具有代表性的PC30、PC40、PC44、PC47等低损耗材料，这些材料的典型特征是不断降低功率损耗（f=100kHz,B=200mT）。我司也相继推出了NH2A、NH2B、NH2C低损耗材料，更低损耗的NH2G材料（相当于TDK的PC47）在试验室中已开发成功，目前正在生产中试。

表1为国际先进铁氧体公司低损耗材料牌号与我司的对照。海宁市联丰磁业有限公司（简称“联丰磁业”）低损耗材料NH2C、NH2G的主要技术性能见表2

锰锌软磁铁氧体

锰锌软磁铁氧体是一种重要的磁性材料，具有很高的磁导率和低的磁滞损耗。它由锰、锌、铁等元素组成，具有良好的软磁性能和热稳定性，广泛应用于电子领域。

锰锌软磁铁氧体具有较高的饱和磁感应强度和磁导率，可以在较小的磁场下实现高磁感应强度，因此在电源应用和电能转换中具有重要作用。它的磁导率高达1000以上，是普通铁氧体的几倍，可以满足高频电感元件和变压器的要求。

锰锌软磁铁氧体的低磁滞损耗使其在高频应用中具有优势，能够减少磁能的损耗，提高电能转换的效率。同时，锰锌软磁铁氧体的热稳定性好，能够在较高的温度下保持稳定的磁性能，适用于高温环境下的电子设备。

锰锌软磁铁氧体具有良好的抗腐蚀性能，能够在潮湿和腐蚀性环境下保持稳定的性能。它的电阻率较高，可以减少涡流损耗，提高电能转换效率。此外，锰锌软磁铁氧体还具有较高的饱和磁感应强度和磁导率，具有较好的磁性能。

锰锌软磁铁氧体在电子领域有广泛的应用。它可以用于制造高频电感元件、变压器、电源滤波器等电子元器件。在电源应用中，锰锌软磁铁氧体可以提高电能转换效率，减少能量损耗。在电子设备中，它可以用于制造磁头、传感器等元件，提高设备的性能和稳定性。

锰锌软磁铁氧体在通信、计算机、汽车等领域也有广泛的应用。在通信领域，锰锌软磁铁氧体可以用于制造天线、滤波器等元件，提高信号的传输质量和稳定性。在计算机领域，锰锌软磁铁氧体可以用于制造磁盘驱动器、传感器等元件，提高计算机的性能和响应速度。在汽车领域，锰锌软磁铁氧体可以用于制造电动机、变速器等元件，提高汽车的动力和节能性能。

总结起来，锰锌软磁铁氧体是一种功能强大的磁性材料，具有高磁导率、低磁滞损耗、热稳定性好、抗腐蚀性能强等优点。它在电子领域有广泛的应用，可以提高电能转换效率、提高设备性能和稳定性。随着科技的不断进步，锰锌软磁铁氧体的应用前景将会更加广阔。

软磁铁氧体技术的发展

软磁铁氧体应用广泛，用量大的一种磁性材料。1997 年世界产量22万吨，其中我国产量5万吨，预计2000年世界产量将达到30万吨，2005年达到45万吨。预计今年我国将达到6万吨，2005 年将超过15万吨，约占全全世界软磁铁氧体总量的1/3,

占世界第一位。 但我国尚存在工艺技术比较低，- -些专用工艺设备较落后，造成产品档次不够高等问题，有待进一步 解决。

在软磁铁氧体的产量中，高磁导率铁氧体约占20%，功率铁氧体约占25%，宽带射频铁氧体，电子镇流器约占15%，其余的如抗电磁干扰(EMI) ，偏转磁芯等约占40%。

从80年代以来，我国引进国外先进工艺设备和工艺技术，使生产规模和效率有显著提高，一些产 品性能在较短的时间内达到国际水平。但生产的自动化程度还跟不上发达国家著名铁氧体公司，他们生产线用“电脑集成制造”(CIM) 和“电脑/人联合集成”(CHIM) ，用电脑控制自动完成制粉、成型、烧结、磨削及包装等工序，使产品合格率达95- -99%。

高磁导率铁氧体在数字通讯，光纤通讯及电磁兼容等领域中大量应用，促使其制备工艺逐渐完善，不断提高性能，国外研制水平μi为20000-23000。μ i值为10000的国内厂家属于小批量生产性能，大批量生产的μ i值为7000-8000，研制水平为12000-13000。海宁天通电子有限公司陆明岳开发的产品，1999 年6月通过省级新产品鉴定μi为13000。北京大学与深圳组建的深圳中核集团公司，去年10月投产，年生产能力30吨，产品μ i稳定在10000以上，最高能达到18000。

目前除要求高磁导率铁氧体继续提高磁导率外，要求居里温度T。高，损耗因数tgδ/μ i温度系数a μi要低，并要求随使用频率增加磁导率衰减慢，使μ i-f曲线在较宽频带内保持平直，具有高的截止频率。预计到2002年，国外高品化产品磁导率将提高到25000左右。

我国软磁铁氧体材料产业发展与未来

软磁铁氧体材料是电子信息和家电工业等的重要功能材料。进入21世纪后，随着科技的不断进步，软磁铁氧体材料的需求量会不断增加，性能要求也会不断提高。我国软磁铁氧体产业的发展十分迅速，市场前景广阔。

磁性材料在现代工业和科学技术中发挥着举足轻重的作用，对机械、电子、信息等产品性能的飞跃作出了重大贡献，是支持和促进社会发展的关键材料。工业生产和实际应用最为广泛的磁性材料主要分为铸造磁体、软磁铁氧体、永磁铁氧体和稀土永磁四大类。软磁铁氧体是品种最多和应用最广的一种磁性材料，是电子信息和家电工业等的重要基本功能材料。目前，世界磁性材料的产量约为127.7万t，其中软磁铁氧体的产量约为38.6万t，占总产量的30％左右。我国磁性材料的产量约为63.7万t，其中软磁铁氧体的产量约为20.5万t，占总产量的32％左右。

应用领域

软磁铁氧体按应用可以分为高磁导率铁氧体、功率铁氧体和抗电磁干扰铁氧体。高磁导率铁氧体主要指初始磁导率大于5000的Mn-Zn系铁氧体。高磁导率铁氧体制备的磁芯的体积显著减小，适应元件向小型化、轻量化发展的需要，在电子工业和电子技术中应用广泛，可以做通讯设备、测控仪器、家用电器中的宽频带变压器、微型低频变压器和微型电感元件等。功率铁氧体主要指在一定频率（几百千兆赫兹）和磁感应（几千高斯）条件下，可以保持低功耗，而且其功耗随着磁芯的温升而降低，在80℃左右达到最低点，形成良性循环的Mn-Zn系铁氧体。功率铁氧体主要用于开关电源变压器和回扫变压器等功率型电感器件，是目前产量最大的软磁铁氧体。抗电磁干扰铁氧体主要指在宽频带范围内实现射频信号的能量传输和阻抗变换的Ni-Zn系铁氧体。在系统中使用Ni-Zn系铁氧体制备的滤波器、抑制器等器件是一种非常有效和简单、经济的实现抗电磁干扰的办法。

软磁铁氧体的市场及生产

市场需求