非晶_纳米晶软磁材料及其应用_纪松

铁基非晶纳米晶软磁材料的研究及磁源的制备引言在现代科技应用中，磁性材料起着至关重要的作用。

铁基非晶纳米晶软磁材料具有高饱和磁感应强度、低矫顽力、低损耗等优异特性，在电机、传感器、储能设备等领域具有广阔的应用前景。

本文将对铁基非晶纳米晶软磁材料的研究及磁源的制备进行全面、详细、完整且深入地探讨。

铁基非晶纳米晶软磁材料的特性铁基非晶纳米晶软磁材料具有以下特性：1.高饱和磁感应强度：铁基非晶纳米晶软磁材料具有高饱和磁感应强度，能够提供更强的磁场。

2.低矫顽力：铁基非晶纳米晶软磁材料具有低矫顽力，能够在较小的外加磁场下实现快速磁化与反磁化。

3.低损耗：铁基非晶纳米晶软磁材料具有低磁滞损耗和涡流损耗，能够减少能量的损耗。

4.高温稳定性：铁基非晶纳米晶软磁材料具有较好的高温稳定性，能够在高温环境下工作。

铁基非晶纳米晶软磁材料的研究方法为了研究铁基非晶纳米晶软磁材料的性质和制备磁源，科学家们采用了多种研究方法，包括但不限于以下几种：1. 高温熔融法高温熔融法是制备铁基非晶纳米晶软磁材料的常用方法。

科学家们将合适的金属原料在高温环境下熔融混合，然后迅速冷却，形成非晶态或纳米晶态的材料。

2. 离子束溅射法离子束溅射法是一种物理气相沉积方法，可以制备出具有高纯度和均匀性的铁基非晶纳米晶软磁材料。

通过束流中的离子轰击原材料的靶，将靶材溅射到基底上，形成薄膜材料。

3. 机械合金法机械合金法通过高能球磨、挤压等机械力作用，将金属粉末进行均匀混合和纳米晶化处理，制备出铁基非晶纳米晶软磁材料。

4. 液相合成法液相合成法利用化学反应在液相中合成铁基非晶纳米晶软磁材料。

通过合适的反应条件和控制方法，将溶液中的金属离子还原成固体材料。

铁基非晶纳米晶软磁材料磁源的制备铁基非晶纳米晶材料的制备是实现磁源制备的基础。

通过适当的处理和改性，可以获得具有优异磁性的铁基非晶纳米晶软磁材料磁源。

1. 形状设计根据具体的应用需求，可以对铁基非晶纳米晶软磁材料进行形状设计。

铁基非晶纳米晶软磁材料的研究及磁源的制备
铁基非晶纳米晶软磁材料是目前磁性材料领域中研究热点之一。

该材
料具有高饱和磁通密度、低磁滞和低损耗等优良的磁学性能。

此外，
它还具有良好的加工性能，能够以极细的粒子尺寸制备出纳米级材料，这也为其在各种领域中的应用提供了广泛的可能。

目前，铁基非晶纳米晶软磁材料的制备方法主要有高能球磨、溅射和
快速凝固等。

其中，快速凝固法是目前制备该材料最常用的方法之一。

通过快速凝固技术，可以制备出纳米晶非晶合金材料，如Fe-Si-B-Cu-Nb等。

这种材料具有优良的磁学性能和机械性能，非常适合作为磁源材料使用。

研究表明，铁基非晶纳米晶软磁材料可以广泛应用于磁记录、变压器、电感器、电源等领域。

尤其是在电动汽车、风力发电机等领域，它的
应用前景非常广阔。

铁基非晶纳米晶材料的制备技术和性能研究也有
望推动磁性材料产业快速发展。

在未来的研究中，铁基非晶纳米晶软磁材料的制备和性能研究仍需要
不断地深入探索。

尤其是在磁性材料的领域中，材料的微观结构和磁
性能的关系仍存在着很多未知的领域。

因此，需要加强对铁基非晶纳
米晶软磁材料的研究，提高其制备工艺和性能，以此为推动磁性材料产业的发展做出更大的贡献。

硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金磁性材料一. 磁性材料的基本特性1. 磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场h 作用下，必有相应的磁化强度m 或磁感应强度b，它们随磁场强度h 的变化曲线称为磁化曲线（m～h或b～h曲线）。

磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。

即当磁场强度h 足够大时，磁化强度m达到一个确定的饱和值ms，继续增大h，ms保持不变；以及当材料的m值达到饱和后，外磁场h降低为零时，m并不恢复为零，而是沿msmr曲线变化。

材料的工作状态相当于m～h曲线或b～h曲线上的某一点，该点常称为工作点。

2. 软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整洁排列。

剩余磁感应强度br：是磁滞回线上的特征参数，h回到0时的b值。

矩形比：br∕bs矫顽力hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。

磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的b与h的比值，与器件工作状态密切相关。

初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。

居里温度tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。

它确定了磁性器件工作的上限温度。

损耗p：磁滞损耗ph及涡流损耗pe p = ph + pe = af + bf2+ c pe ∝f2 t2 / ，ρ 降低，磁滞损耗ph的方法是降低矫顽力hc；降低涡流损耗pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。

在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为：总功率耗散（mw）/表面积（cm2）3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。

器件的电压～电流特性与磁芯的几何外形及磁化状态密切相关。

纳米晶纳米非晶-回复纳米晶和纳米非晶是两种不同的材料结构，它们在纳米级尺寸下具有独特的性质和应用。

接下来，我将逐步解释这两个主题，并分析它们的特点和应用。

一、纳米晶纳米晶是一种具有晶体结构的纳米材料。

晶体是由原子或分子按照规则的周期性排列而成的，而纳米级的晶体则具有更加细小的结构。

纳米晶的晶格在纳米尺度下会出现明显的变形，导致其具有一些独特的物理和化学性质。

1. 特点首先，纳米晶具有较大的比表面积。

由于晶体结构的细小，纳米晶的比表面积较大，有助于提高物质的反应速率和吸附性能。

其次，纳米晶具有较高的强度和硬度。

晶粒尺寸的减小使材料颗粒之间的相互作用变得更加困难，从而提高了纳米晶的强度和硬度。

此外，纳米晶还表现出许多尺寸效应，如光学性质的改变、电子结构的变化等。

2. 制备方法制备纳米晶的方法主要包括物理方法和化学方法。

物理方法包括溅射法、磁控溅射法、气体相沉积法等，利用高能量粒子或脉冲电流来改变材料的晶体结构。

化学方法则是通过溶胶-凝胶法、溶液法、水热法等将溶剂中的原子或分子进行有序排列，并形成纳米尺寸的晶粒。

3. 应用领域纳米晶具有广泛的应用领域。

在材料科学领域，纳米晶可用于制备高强度、高韧性和高导电性的材料。

此外，纳米晶还可应用于催化剂、传感器、电子器件等领域。

在生物医学领域，纳米晶还可以作为药物载体、生物标记物等，用于药物传递和成像等应用。

二、纳米非晶纳米非晶是一种具有非晶结构的纳米材料。

非晶结构是指材料的结构没有明确的周期性，而是呈现出无规则的排列方式。

纳米非晶材料在纳米级尺寸下具有高度的非晶性，其性质和应用与传统非晶材料有所不同。

1. 特点与传统非晶材料相比，纳米非晶具有更高的玻璃化转变温度和更好的热稳定性。

纳米非晶还具有较好的可塑性和可冷变形性，使其在加工和制备过程中更加灵活和方便。

此外，纳米非晶还具有优异的磁学、光学和电学性质，使其成为发展新型电子器件和磁性材料的理想选择。

2. 制备方法纳米非晶的制备方法主要包括快速凝固法、溶胶-凝胶法、磁控溅射法等。

非晶、纳米晶合金发展概况及应用展望发布时间：2021-05-28T12:05:50.280Z 来源：《科学与技术》2021年5期作者：崔兴华[导读] 非晶钛合金具有良好的软磁性和低成本，广泛应用于变压器铁心等磁性器件中。

崔兴华安泰科技股份有限公司，北京 100094摘要：非晶钛合金具有良好的软磁性和低成本，广泛应用于变压器铁心等磁性器件中。

但在一定条件下，它变得稳定结晶，物理性能恶化或优化。

只有通过匹配的热处理工艺(非晶法)才能获得良好的非晶纳米晶结构，材料才能具有良好的物理性能。

因此，有必要研究合金成分和组织对快速淬火和退火非晶纳米晶软磁材料物理性能的影响，以获得有关合金组织的有用信息。

这有助于获得性能更好的非晶纳米晶材料，可以更广泛地应用于工业生产。

关键词：非晶合金；纳米晶合金；发展；应用引言：早在1960年，就已经有教授发明了快淬工艺，并将其应用到非晶钛合金的生产中。

由于非晶钛合金本身结构、材料特殊，因此在实际使用时，可以有效的提升非晶钛合金的质量，提升使用率，满足各领域的使用需求，对其在日后的发展来说也奠定了良好基础。

在过去的40年里，国内外相关技术人员对非晶钛合金的研究工作给予了高度重视，不断应用当代先进技术手段进行材料设备创新，致力于研发全新产品，这使各种非晶材料得到了广泛的应用，并扩大了非晶材料的应用前景，特别是以软磁材料为首的非晶钛合金在工业领域的生产中得到了全面应用。

在传统工业中，非晶钛合金的出现可以有效的提到了传统的硅钢材料，并在一定程度上降低了工业配电变压器的损耗，提升了设备的使用。

到了现代电子工业，科学技术水平不断的提升，全新的非晶钛合金的出现了。

其在发展中，融合了各种软磁材料，并根据设备的实际使用需求，进行创新、融合，可以有效的满足不同设备的使用需求，并朝着高效、节能、小型化、微型化方向发展电子产品加快发展。

为此，本文简要介绍了该领域的发展过程和应用前景。

1 非晶、纳米晶合金发展概述非晶软磁合金的发展可分为两个阶段。

非晶合金具有许多独特的性能，由于它的性能优异、工艺简单，从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。

铁基非晶合金是由Fe及Si,B类金属元素所构成。

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铁基非晶合金(Fe-based amorphous alloys)特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3－1/5），代替硅钢做配电变压器可节能60－70%。

铁基非晶合金的带材厚度为0.03mm左右，广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器、中频变压器及逆变器铁芯, 适合于10kHz 以下频率使用由于超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在，称之为非晶合金，被称为是冶金材料学的一项革命。

这种非晶合金具有许多独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。

在以往数千年中，人类所使用的金属或合金都是晶态结构的材料，其原子三维空间内作有序排列、形成周期性的点阵结构。

而非晶态金属或合金是指物质从液态（或气态）急速冷却时，因来不及结晶而在室温或低温保留液态原子无序排列的凝聚状态，其原子不再成长程有序、周期性和规则排列，而是出于一种长程无序排列状态。

具有铁磁性的非晶态金合金又称铁磁性金属玻璃或磁性玻璃（Glassy Alloy ）。

安徽华晶机械有限公司位于安庆长江大桥经济开发区。

是人民解放军第4812工厂全资子公司。

公司经营以机械制造为主，拥有各类专业生产、检验试验设备94台（套），涉及铸造、橡胶制品、压力容器、制造等多个行业，主要从事非晶软磁设备、空压机及气源设备、橡胶件（含特种橡胶件）、餐余垃圾处理设备、铸件、机械加工等产品的研制、生产、经营和服务。

自成立以来，公司上下高度重视技术创新和产品结构升级工作，建立了以市场为导向，努力满足用户需求的产品研发体系。

非晶纳米晶软磁纳米材料论文非晶态合金是一种有别于晶态合金的完全各向同性的材料。

非晶态金属具有晶态金属难以达到的高强度、高硬度、高延展性、优异软磁性能、高耐蚀性及优异的电性能、抗辐照能力和较好的催化及储氢能力。

美国为非晶纳米晶合金的研究开发做了大量创造性工作，投入了大量人力、物力和资金。

非晶态软磁合金带材生产集中于联信(Allied)公司及其附属厂家；而快淬NdFeB则主要集中于通用汽车公司(GM)及其合作厂家。

非晶纳米晶合金应用研究一直以配电变压器为重点，近几年来在电子和电力电子应用方面获得了相当大的进展。

除美国之外，日本和德国在非晶纳米晶合金应用开发方面拥有自己的特色，重点是电子和电力电子元件，例如高级音响磁头、高频电源(含开关电源)用变压器、扼流圈和磁放大器等。

与美、日、德相比，我国非晶纳米晶合金的产业规模与日本和德国相当，但远小于美国。

在工艺技术和产品质量方面与上述国家差距很大。

国内现有制带设备尚无法批量生产厚度小于20μm 的超薄带。

因此，严重制约了国内非晶纳米晶合金在各个领域的推广应用。

但通过前4个五年科技攻关计划的实施，我国基本实现了非晶纳米晶合金带材及其制品的产业化。

在十五期间，纳米晶带材及其制品的产业化开发又被列入重大科技攻关计划，国家给予重点支持，旨在推动纳米晶材料应用开发快速发展，满足电力电子和电子信息等高新技术领域日益增长的迫切需求。

非晶纳米晶软磁合金优异的磁学性能由于晶粒尺寸小，晶粒界面密度大，因此非晶纳米晶材料具有许多优越性，其中有强度和硬度的提高、扩散性的增大、延展性和韧性的提高、密度的减小、弹性模量的变小、电阻率的增大、比热的增大、热膨胀系数的增大、热导率的降低和优异的软磁学特性等。

1988年Y oshizawa等研究的Fe-Cu-Nb-Si-B(也叫Finmet)合金具有高达1.25T的BS(饱和磁化强度)以及高达十万的初始磁导率(μi)和相当于钴基非晶的低铁损。

非晶、纳米晶软磁材料入门及应用设计(第二版)易明第二版序在第一版电子版发布时，本人报着学习和探求知识的态度，在日常工作之余为大家做出一点小小贡献，由于能力有限，特别是有关非晶类资料和信息较为单薄。

从第一版到现在已有3年时间，特别是近几年非晶行业高速发展，产品、设备和应用日新月异，此次将第一版的内容进行修改并补充是非常必要和及时的。

主要增加了非晶软磁材料的国内现状及产品补充，当前非晶行业的人员储备与发展已经远滞后于行业的发展，本书籍的出现如果能对非晶软磁行业的发展有一定贡献和推动作用的话，本人将深感欣慰。

非晶合金变压器的推广和普及将成为国家电网在2013年重点推进领域,市场规模将在2012年40-50亿基础上翻倍至90-100亿。

从国家政策和发展来看，非晶行业在3013年将有爆发式增长，同时进一步推动其他非变压器行业发展，非晶行业的发展步入高速之路。

在此次编写中，本着真实严谨的态度，让读者对国内非晶行业的现状和发展有一个清晰的认识。

更为重要的是，让刚刚接触非晶行业的朋友能更为直接的认识非晶软磁材料，所以在很多公式和段落中有备注和说明，希望对读者们有所帮助。

非晶软磁由于产品设计没有统一和标准化可循，更多时候靠的是设计人员的理论基础和实际操作的累积；如何把客户参数转变为非晶软磁产品的磁性能参数是有相当难度，所以一个优秀的设计工程师是要精通电学和磁学2个领域的知识，需要相当时间的学习和积淀，同时这也是目前国内非晶软磁行业发展的瓶颈所在。

加强行业交流、学习，共同提高自身能力和竞争力是提高非晶软磁行业的必行之路，本书籍本着抛砖引玉的目的，希望能有更多的行业精英参与和编写非晶软磁资料。

本资料主要针对于非晶入门和设计参考，引用公式理论以简单实用为根本，以便非晶行业和新入门朋友和设计人员可以简单快速的得出结果。

谨以此书献给在学习过程中给我帮助的每一位朋友、同事和老师，同时献给我的妻子和刚出生的孩子易境，表达我的感激之情。

非晶材料的应用非晶材料是一种新兴的材料，由于其独特的物理、化学性质以及微结构，正在得到广泛的关注。

在许多领域中，非晶材料已经被应用，同时也有许多领域正在探索其应用。

本文将介绍非晶材料的应用。

1. 超强韧性合金非晶合金是由三个或更多的金属元素组成的合金。

它们的母材料具有无序的原子结构，这使它们比晶体材料具有更高的强度和硬度。

这些材料通常用于制造抗腐蚀、耐磨损和高温应用的部件，如飞机发动机、汽车制动器、航空航天部件等。

非晶合金还可以用于制造集成电路、计算机芯片等应用。

2. 太阳能电池板非晶硅薄膜太阳能电池板在光能转换效率上较晶体硅略低，但其可以制备成大尺寸、灵活性好、可弯曲性高等特点。

该类电池模组随着先进制造技术的应用，有望取代传统的晶体硅太阳能电池板。

3. 记忆合金非晶合金在形状记忆方面可以被制成许多形状，具有高形状记忆效应、高能量储存特性和高循环稳定性。

这些特性使得非晶合金可以广泛应用于电子、机械、医疗器械等领域。

例如，非晶合金可以作为心脏手术器械、医疗外科器械、自动控制输油管道阀门、智能头发卷等。

4. 功能性玻璃非晶材料可以制成功能性玻璃，由于其优异的光学性能，可以用于制造光学器件，如液晶、液晶显示器等。

同时，非晶玻璃还可以制成防爆材料、装饰玻璃、声学材料等。

5. 磁性材料非晶合金在磁性材料领域已经得到广泛应用，由于其微观结构的非晶性质，使得非晶合金具有相对应的特殊磁性。

非晶合金可以应用于转变、传动装置中，例如大型的磁力发电机、磁力轴承、传动器等。

6. 纳米颗粒非晶材料可以制造出大小只有纳米尺度的微小颗粒。

这些纳米颗粒具有很多优异的性能，包括高强度、高韧性、高稳定性等。

这些优异性质使得非晶材料的纳米颗粒被应用于制造高性能材料、生物医学领域、传感器等。

总之，非晶材料的应用在不同领域中各不相同，但其独特的物理和化学性质使其能够在制造高性能材料、电子器件、磁性材料、生物医学器械等领域得到广泛应用。

随着技术的发展，我们相信非晶材料将在更多领域被应用。

扬州米纳金属材料有限公司
纳米晶带材和非晶带材的特点
纳米晶材料具有通常固体材料所没有的优异的力学和电磁特性。

一般的纳米晶材料为粉末、薄膜或细丝，因其尺度比较小，产业化比较困难。

利用非晶晶化的方法可以制备纳米晶带材、丝材和粉末。

其中纳米晶磁性材料已经被广泛生产，达到实用规模。

实验表明，非晶的成分、制备工艺和随后晶化的方式都影响纳米晶的形成和以后的使用性能。

利用非晶纳米晶带材的巨磁阻抗效应制备一种磁传感器，在输出最大值的特定频率下，研究与带材轴线平行和垂直方向磁场的输出特性。

研究表明：在10.5 MHz附近的激励频率作用下，传感器输出取得最大值；传感器对平行磁场有一段高灵敏的线性工作区间，不响应垂直磁场；纳米晶带材GMI磁传感器的灵敏度高达0.6691 V/Oe，比非晶带材制备器件的灵敏度0.1483 V/Oe好。