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1、软磁铁氧体材料的现状及其发展前景张继松 王燕明(中国西南应用磁学研究所 四川绵阳 621000)关键词:软磁铁氧体;应用;市场;现状;发展前景1 前言 软磁铁氧体材料是一种用途广、产量大、成本低的电子工业及机电工业和工厂产业的基础材料,是其重要的支柱产品之一,它的应用直接影响电子信息、家电工业、计算机与通讯、环保及节能技术的发展,亦是衡量一个国家经济发达程序的标志之一。 软磁铁氧体材料的发明与实用化,至今已半个世界,由于它具有高磁导率、高电阻率、低损耗及陶瓷的耐磨性,因而在电视机的电子束偏转线圈、回扫变压器、收音机扼流圈、中周变压器、电感器、开关电源、通讯设备、滤波器、计算机、电子镇流器等领域
2、得到广泛应用;随着电子技术应用日益广泛,特别是数字电路和开关电源应用的普及,电磁干扰(EMI)问题日益重要,世界各国对电子仪器及测量设备抗电磁干扰性能提出的标准越来越高,因此以软磁铁氧体为基础的EMI磁性元件发展迅速,产品种类繁多,如电磁干扰抑制器、电波吸收材料、倍频器、调制器等,现已成为现代军事电子设备、工业和民用电子仪器不可缺少的组成部分。2 软磁铁氧体材料的应用状况 软磁铁氧体做成各种形状和规格尺寸的磁芯,主要用于工业类电子产品(或称投资类电子产品)和消费类电子产品中(见表1)。表1 软磁铁氧体磁芯应用情况一览表序号整机名称应用铁氧体磁芯品种每机重量1彩色电视机U、EC、EE、UF、偏转
3、磁芯、工形、螺纹磁芯等约600g2黑白电视机U、EE、偏转、帽形、工形、螺纹磁芯等约300g3收录机天线棒、帽形、工形、螺纹磁芯等约200g4彩色监视器U、EE、UF、偏转、工形、螺纹磁芯等约500g5录像机EC、UF、旋转变压器磁芯、工形磁芯等约200g6程控交换机EE、EP、RM、罐形、环形磁芯等约200kg/万线7电子镇流器EE、EI、环形、磁棒形等20g/只 软磁铁氧体磁芯产量中约80%90%(按重量计)用于消费类电子设备中。在消费类和工业类电子产品中使用的软磁铁氧体磁芯简述如下:a. 用功率铁氧体材料制成的U形、E形磁芯来制作开关电源变压器、回扫变压器,枕校变压器和行推动变压器等;b
4、. 用高电阻率的MgMnZn系铁氧体材料来制作偏转磁芯;c. 用高磁导率MnZn铁氧体制成UF形、EE形、日字形磁芯来制作电源滤波器;d. 用高频NiZn铁氧体制成工字形、螺纹、帽形、双孔形等磁芯用来制作小型固定电感器、电感线圈;e. 用MgZn系、NiCuZn系NiMgCuZn系制成的天线棒、旋转变压器用磁芯等。f. 工业类电子设备如计算机监视器、程控交换机、监视器、传真机、天线及有线、通信设备、电子镇流器等广泛采用E形、环形、EP形、RM形、罐形磁芯等。虽然用的磁芯数量相对少,但质量要求相当高。g. 用NiZn铁氧体的复数磁导率与频率的关系,改变不同成分配方及掺杂来实现铁氧体阻抗频率特性和
5、衰减领域,制成宽频域抗EMI铁氧体串珠磁芯、多孔磁芯和各种滤波器;MnZn铁氧体材料具有高的i值,电阻率较低,大量用于电流不大的KYC线圈和EMI滤波的共模、差模线圈,使用在低频段来达到抗EMI干扰。h. 铁粉芯材料在较大的H下具有恒定的i值,具有高Bs、居里温度高,稳定性好的特性,在大电流、低频段EMI电源滤波器、大电流共模、差模线圈中广泛应用。i. 用纳米晶软磁材料的高磁导率、用高频域的高饱和磁感应强度、低损耗制成的抗EMI微型滤波器和噪音衰减器,应用于DC-DC变换器、计算机及Internet联网的输入抗EMI滤波器;以Fe基、Co基材料开发出的各种抗EMI器件广泛用于计算机系统的各种通
6、信网络。 此外,平面六角晶系的磁铅石型超高频软磁铁氧体、平面六角晶系材料还可用作永磁材料、微波和毫米波材料及磁头磁记录材料。3 软磁铁氧体材料的市场3.1 国内市场 我国软磁铁氧体材料的产量已居世界第二位。按照磁性行业“九五”规划,2000年,我国除台湾省外软磁铁氧体产量将达到6万吨。增长最快的将是MnZn铁氧体U、E形磁芯为主,它将从1998年的0.66吨增至2000年的2.42万吨。 从市场分布情况看,开关电源变压器用功率铁氧体、高铁氧体、电子镇流器及照明变压器用铁氧体、宽带射频铁氧体、抗电磁干扰器件用铁氧体的需求将会有较大的发展。 随着我国工业化程度的提高,投资类产品所需软磁铁氧体比重正
7、在迅速提高,彩电、计算机市场的扩大,为其配套的软磁铁氧体磁芯需求量仍在稳步增长。根据2000年我国整机生产规划和使用磁性器件情况,预测软磁铁氧体材料市场需求量为63762吨(见表2)。表2 2000年中国软磁铁氧体市场需求分析整机名称规划产量(万台)单台用量(公斤)合计用量(吨)程控交换机21000.22426彩色电视机20000.714000黑白电视机16000.46400收音机15000.11500收录机15000.23000功率放大器11000.151650录像/影碟机5000.21000微机2500.71750电子镇流器3亿0.26000其它8000出口20000合计637623.2
8、国际市场需求 目前占世界软磁铁氧体产量第一位是日本,最大的生产厂家是日本TDK公司。 由于开关电源、射频通讯、抗电磁干扰、高清晰度电视、新型节能照明灯具及环保等新兴产业的发展,加上家电产业和计算机、传真机、程控交换机等工业长盛不衰,世界软磁铁氧体应用范围及市场需求保持高速增长,预计在未来五年内可保持1012%的增长水平。国际市场上,收录机和收音机世界产量将稳定在2亿台左右,工业类电子产品增长速度将更快些(1015%),预测国际市场软磁铁氧体材料2000年需求量将超过20万吨,其中,MnZn系占60%、MgMnZn系30%、NiZn系约占10%(以上按重量计)。假如电视机、计算机等整机每年按35
9、%比例增长,那么世界软磁铁氧体需求量也将按比例不断增长。由于发达国家逐渐减少软磁铁氧体产量,这对我国软磁铁氧体磁芯出口,将是一个极好时机,这将促使我国软磁铁氧体产业的发展,生产量的增长。香港、台湾、东南亚感性元件产量很大,是我国软磁铁氧体出口主要地区;欧美对软磁铁氧体磁芯需求量也很大,近年来一些跨国公司如菲利浦、汤姆逊、西门子公司均来我国采购软磁铁氧体;日本由于日元升值,成本提高,一些大公司也来我国购买软磁铁氧体磁芯,甚至把工厂搬到我国沿海地区或在沿海地区开办分厂。这些都给我国软磁铁氧体磁芯出口,打入世界市场提供了极好时机,我国将成为世界上软磁铁氧体主要出口基地之一。4 软磁铁氧体材料的现状4
10、.1 软磁铁氧体产业国内现状 我国从事软磁铁氧体生产的企业约100余家,年产量约为4万吨。大多数厂家生产规模小,为10500吨,仅有45个厂家达到20002500吨,固定资产投资超过1000万元的企业只有5060家(港、台厂商在珠江三角洲创办的合资、独资企业20余家未包括在内)。八十年代以来,由于国内广播、电视产品迅猛发展,增加了对软磁铁氧体材料的需求,国内一些主要软磁铁氧体生产企业,相继引进国外先进设备,扩大生产产量。据不完全统计,从“六五”、“七五”计划以来,全国扩建、新建软磁铁氧体生产线达40条,不仅提高了生产能力,而且产品质量也有较大幅度提高。“九五”期间,由国家批准立项,投资2.6亿
11、元人民币,对南京898厂、河北涞水磁性材料厂、四川新津恒力磁性材料厂和江苏海安磁性材料总厂等进行技术改造,以便扩大软磁铁氧体产量。地方立项、集体或个人出资、外商独资、合资项目总投资强度还将会大大高于国家批准项目。如江苏晶石集团公司投资800万元的扩线工程将于最近完成,该厂生产能力将由原来的1000吨增加到2500吨/年,绵阳赛茂兴磁公司1999年投资近400万元扩建MnZn铁氧体生产线,分别从台湾连磁公司购进先进窑炉和从浙江海宁购进自动压机等,已投入生产。这些工厂和公司由于从国外引进了先进设备,采用先进生产工艺,产品基本能满足国产彩电和通讯设备要求。我国主要软磁铁氧体生产企业大都分布在华东地区
12、,如南京金宁无线电器材厂(898厂)、浙江海宁天通电子有限公司、浙江东阳磁性企业集团公司、江苏晶石集团公司,江苏南京富士化学有限公司、上海NiCFRAIC磁性器件公司(赢赛拉)、江苏常熟无线电器件厂、江苏海安磁性材料厂等;还有四川金川电子器材公司(89厂)、陕西金山电气总厂等,这些企业软磁铁氧体年产值都接近或超过亿元(人民币)。 从销售额结构分布看,国有企业3.2亿元,占全行业软磁总销售额38%;乡镇企业3亿元,占35.8%;中外合资企业2.2亿元,占26.2%。从今后发展看,这种排序将会颠倒,中外合资企业销售额将进一步扩大,国有企业份额将减少。 从产品结构看,锰锌铁氧体是主导产品,年产量3万
13、吨;镍锌铁氧体8000吨/年,中周天线磁芯等约为2000吨/年。MnZn铁氧体国内市场售价为2600030000元/吨,NiZn铁氧体国内市场售价为3500040000元/吨。 目前,我国的软磁铁氧体材料的性能基本上在以下范围;功率铁氧体的性能相当于日本TDK产品的PC30牌号;高磁导率铁氧体的在6,000左右。少数企业能小批量生产PC40牌号和磁导率达8,000的产品。 对于功率材料,如以TDK的PC30产品的标准来划分,高于PC30的为A档,达到或接近PC30的为B档,低于PC30为C档。对于高材料,如以磁导率高于6000为A档,5000左右为B档,低于4000为C档。那么中国的产品等级分
14、布:B档占46.2%,C档占52.3%,A档仅占1.5%。合资企业的产品大多数为A档,国有企业的产品大多数为B档,少数为A档,乡镇企业的产品大多为C档,少数为B档。4.2 软磁铁氧体材料开发生产现状4.2.1 MnZn铁氧体材料 功率铁氧体(大多为MnZn系)主要应用领域是开关电源的主变压器。它要求铁氧体材料具有高饱和磁通密度(Bs)和高振幅磁导率(a),以提高功率转换效率并避免饱和;为了避免变压器在高频下发热,要求材料的功率损耗(P0)应尽量小,希望呈负温度系数;为了在高温下保持高的Bs值,材料的居里温度(f)应当较高。其中工作条件下的低功率是特别重要的,即要求在高磁通密度下(=200mT)
15、,高温下(80100),和高频下(2050kHz)有低的功率损耗。目前世界上日本TDK公司生产的功率铁氧体材料牌号有H35、H7C1、H7C4、H7F等;日本FDK公司生产的牌号有H45、H49N、H63B;日本TOKin公司生产的牌号有2500B2、2500B3;西门子公司生产的牌号有N67;菲利浦生产的牌号是3C85、3F3;日本铁氧体公司生产牌号是SB?/FONT7C、SB?/FONT9C;国内电子第九研究所生产牌号是R4KB、R2KH;金宁磁材厂生产牌号是R2KD、R2KBD、R2KB1;金川电子器材厂生产牌号有R2M2KB;七五四厂生产牌号是R2K5F。根据有关专家预测,未来开关电源
16、频率将是1MHz或更高频率。因此,开发生产1MHz或更高频率使用的功率铁氧体材料市场将更广阔。 低损耗MnZn铁氧体材料在有线通信设备中通道滤波器的电感器中得到应用。随着载波传输设备通话话路容量增大,就要求缩小LC滤波器体积,更重要的是要求磁芯材料具有低损耗(比损耗系数tg/i小)和高稳定性(/i)和减落因子DF低)。这种材料一般生产水平为:tg/i=2.32.5106(f=100kHz),/i=1.01.5106/(2055),DF=25106。如日本TDK的H68、H6H3、日本东北金属公司的1000SFP,200IF、西门子公司的N48等。近年来由于光纤通信发展,这类材料用量减少,性能提
17、高方面没有新进展。低频宽带变压器,小型脉冲变压器、电源滤波器等向小型化发展,高密度磁记录的短波长化,需要高磁导率MnZn铁氧体。工业生产的高磁导率铁氧体材料i=1000015000;实际使用最广泛的是i=500010000的铁氧体材料。如日本TDK公司的H5C2、H5D、H5E;日本FDK公司的H25Z,西门子公司的T38;菲利浦公司的3E5材料等。4.2.2 NiZn系铁氧体材料 随着射频通信迅速发展,具有高频特性良好(高、低损耗角正切tg、低磁导率的温度系数)的NiZn系铁氧体首先得到重要作用。在射频范围使用的NiZn系铁氧体材料,品种很多,产量很大,其磁导率在1500以下变化,使用频率范
18、围为1MHz100MHz。通常制作工形、帽形、棒形、螺纹等小型磁芯,经绕线装配后,制成各种电感器、中周变压器、滤波线圈、扼流圈等,广泛用于广播电视、传呼机及军用通信设备中。NiZn材料作为抗电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)磁芯,在无线电发射机中应用愈来愈多,这是NiZn铁氧体应用的一个扩展。这类材料做成管形或磁珠,由于增加了阻抗,从而在电路中可抑制高频干扰信号。用NiZn材料做成双孔或多孔磁芯线圈,可完成阻抗变换或能量传输功能,且有较宽的频率带宽和较低的传输损耗。低烧结温度的NiCuZn铁氧体,具有高的电阻率,在高频下有良好磁特性,可用于片式电感器中;另一种具有中等磁导率、高密度、高电阻
19、率及较强耦合性能的NiCuZn铁氧体,可用来制作录像机旋转变压器磁芯。4.2.3 MgZn系铁氧体 MgZn系铁氧体材料有良好的高频特性,不需战略物质镍,成本低,在民用产品方面又部分替代NiZn系材料。高电阻率(=106108cm)的MgZn系铁氧体材料用作电视机显像管偏转磁芯,能提高电视机、显示器的电气绝缘特性及能使彩色显示器避免高压击穿,提高其行扫描频率。据报道,日本的MgZn铁氧体磁芯产量约是软磁铁氧体产量的1/3(按重量计)。5 软磁铁氧体的发展前景 软磁铁氧体材料作为一种功能材料已在国民经济的各个领域得到广泛应用,随着信息产业的飞跃发展,软磁铁氧体材料的应用领域还在不断扩展,几乎覆盖
20、了已有各种频段的整机、分机或元器件,与人们的日常生活密切相关。由于电子信息技术的迅猛发展,对软磁铁氧体材料的产量和品种需求日渐增多,这对软磁铁氧体材料的发展带来了新的机遇;同时也对软磁铁氧体材料也提出了日趋苛刻的技术要求。如:因为开关电源迅速推广和向小型化、高频化发展,不断对高频铁氧体材料提出降低高频功耗的要求;电子设备的轻量小型化,推动了电子元件片式化的高速发展,从而要求软磁铁氧体材料要具有低烧结温度,高密度或高Q值;由于数字式技术发展引起抗电磁干扰器件和脉冲变压器磁芯需求增长,单片阵列式、小型、薄型、宽频带、多功能的抗EMI元器件将成为今后开发的重点。要满足这些要求,就必须在原材料选择、生
21、产工艺、控制手段等上下功夫,才能制备出高性能软磁铁氧体材料。5.1 市场发展趋势 软磁铁氧体市场将随着个人计算机的显示器和家用电视机用偏转线圈磁芯和开关电源用磁芯增加而稳定增长。亚洲更加突出其中心和大本营地位;以中国为首的发展中国家将成为软磁铁氧体材料的生产中心,中国的发展速度将加快,预计增长速度将超过世界软磁铁氧体材料6%/年左右的增长率按15%/年增长率向前发展,将成为世界第一生产大国。 在软磁铁氧体的产品中,高磁导率材料约占20%、功率铁氧体材料约占25%,宽带射频铁氧体占15%,高频软磁铁氧体材料约占40%。5.2 软磁铁氧体材料发展趋势(1)为满足开关电源小型化、轻量化、高性能化要求
22、,功率铁氧体将向高频化、低功耗方向发展;(2)为适应多媒体通信、数字通信和移动通信及光纤通信小型化和宽频带,高磁导率材料将向更高磁导率和更高的工作频率发展;(3)为满足宽屏幕、高清晰度电视及高分辨计算机显示器的要求,应开发高饱和磁感应强度、低的损耗和严格的形状尺寸公差的软磁铁氧体磁芯;(4)为适应高档小型电感器及减少、抑制、消除电磁污染和干扰的需要,高频软磁铁氧体材料及器件将向高性能、高可靠、片式化、贴装化、薄膜化方向发展。6 结束语 软磁铁氧体材料是一种应用最广、用量最大的一种磁性材料。近年来,随着信息产业的迅速发展和全球范围内的经济复苏及快速增长,国际国内对软磁铁氧体的大生产工艺技术、相关
23、设备、应用技术及其发展方向的研究不断深入发展,为软磁铁氧体材料发展带来勃勃生机。我们应该抓住当今世界上软磁铁氧体工业蓬勃发展的大好机会和因日本等发达国家因软磁铁氧体生产成本高,对环境污染严重等诸因素而将软磁铁氧体生产转移到中国为重心的亚洲等发展中国家及我国即将加入WTO的有利机遇,大力发展我国软磁铁氧体工业。前景广阔的软磁铁氧体材料类别:行业知识 发布时间:2008-1-25阅读:1229软磁铁氧体材料基本类别及主要应用: 软磁铁氧体按成份一般分为MnZn、NiZn系尖晶石和平面型两大类。前者主要用于低、中频(MnZn)和高频(NiZn),后者可用于特高频范围;从应用角度又可分高磁导率i、高饱
24、和磁通密度Bs、高电阻率及高频大功率(又称功率铁氧体)等几大类。由于软磁铁氧体在高频作用下具有高导磁率、高电阻率、低损耗等特点,同时还具有陶瓷的耐磨性,因而被广泛用于工业和民用等领域。工业产品主要用于计算机、通信、电磁兼容等用开关电源、滤波器和宽带变压器等方面;民用产品主要用于电视机、收录机等电子束偏转线圈、回扫变压器、中周变压器、电感器及轭流圈部分等。 国内外研发现状: 在软磁铁氧体磁性材料中一般以i5000的材料称为高磁导率,该材料近年来产量不断递增,尤其是随着当今数字技术和光纤通信的高速发展,以及市场对电感器、滤波器、轭流圈、宽带和脉冲变压器的需求大量增加,它们所使用的磁性材料都要求i1
25、0000以上,从而可使磁芯体积缩小很多,以适应元器件向小型化、轻量化发展要求。另外为满足使用需求,这类高磁导率小磁芯表面必须很好,平滑圆整,没有毛刺,且表面上须涂覆一层均匀、致密、绝缘、美观的有机涂层,针对这一技术难点,高磁导率软磁铁氧体产业需求中迫切希望再提高该功能材料的磁导率(i10000)。 上世纪90年代后,一些国外知名公司如日本TDK、TOKIN、HITACHI、IROX-NKK、FDK、KAWATETSU等、德国SIEMENS、荷兰Philips、美国SPANG磁性分公司等相继研发出新一代超高磁导率H5D(i=15000)、H5E(i=18000)铁氧体材料。日本TDK公司是全球磁
26、性材料最富盛名的领头羊企业,他们在早期生产的H5C2(i=10000)基础上,又先后开发了H5C3(i=12000)、H5D(i=15000)和H5E(i=18000)等系列高软磁铁氧体材料;90年代末已试验成功i=20000的超高磁导率Mn-Zn铁氧体材料。TOKIN公司已向市场推出了12000H(i=12000)、15000H(i=15000)和18000H(i=18000)的铁氧体材料。德国西门子、荷兰飞利浦、美国SPANG公司分别开发的高磁导率软磁铁氧体T42、T46、T56、3E6、3E7和MAT-W、MAT-H材料,其中T46:i=15000、3E7:i=15000、MAT-H:i
27、=15000,2000年西门子和飞利浦公司研制的T56、3E9材料最高磁导率已超过i=18000。 虽然,我国软磁铁氧体工业发展较快,现有的生产厂家通过技术改造和工艺改进已取得不少成果,产品质量和产量得到明显提高,但目前国内只能大量生产i=5000-7000的低档铁氧体材料,在高磁导率锰锌铁氧体材料研发生产上,国内与国外的水平与距离相差甚远,且大多数企业生产规模还太小,年产量普遍在1000吨以下,i10000的材料生产厂家更是屈指可数,而初具规模的国外公司一般年产软磁铁氧体在3000吨以上,TDK、FDK等公司年产量更是高达20000吨以上。依据我国磁性行业协会的统计,1999年我国生产i=8
28、000-10000材料的产量很少,但2000年后生产这类中低档软磁铁氧体材料却有较大改观。上海、浙江、山东、江苏、四川等地有一些企业在研发生产i10000中高档材料,如宝钢天通2000年和2001年相继开发出BRL10K(i=10000)和BRL12K(i=12000)产品;河北涞水和山东淄博磁材厂2000年也在着力研发i10000铁氧体材料;四川一些企业研发的高磁导率铁氧体项目曾获得国家中小企业科技创新基金的大力支持,在大生产技术方面有所突破和创新。浙江横店东磁中央研究所近几年先后完成了i为10000-15000材料的试制,并可实现部分产品的批量生产,有望朝着国内磁性行业。 真正意义上的高磁
29、导率i软磁铁氧体材料,其i值应大大超过10000以上才能满足于通讯、计算机等IT行业和电子整机对各种器件超小型化、微型化、轻量化、标准化发展需求。为改变国内相关铁氧体材料生产企业长期滞留于抵挡产品、产量低、外观差、品牌少、缺乏国外市场的竞争力等落后面貌,磁性材料行业中的有关企业必须要高度重视并加大我国高档软磁铁氧体材料的研发力度,切实地改善现有的产品结构、制备工艺、加工方法,不断扩大配套和出口创汇力度,增强国际竞争力,以顺应于我国国家产业政策和国际市场的发展需求。为此,我国软磁体氧体行业应合理规划和布局产业结构,集中资金与力量,在培育发展规模经济和出口基地上下功夫,以具备一定基础和知名的大中型
30、骨干企业为龙头,多建立几家高档软磁铁氧体生产、出口基地企业,形成我国软磁铁氧体行业的国家梯队。 科技的进步推动了软磁铁氧体材料应用的快速发展,随着新技术的不断发明和新产品的不断开发,以及现代计算机、通信、自动化和智能化系统及其相关产品等高新技术市场的不断发展,大大刺激了软磁铁氧体材料向高性能发展,并促进了新型软磁铁氧体材料的开发。 通信市场对磁性材料要求更高移动通信手机向多媒体化和3G发展。现在手机的功能在不断扩大,集照相、MP3、MP4和电视功能于一体的多媒体手机发展成为主流。今后数年内,中国3G制式手机发展将成为重点,产量将超过GSM制式。由于功能的增加和技术的提高,对磁性材料性能提出更高
31、的要求。磁性材料必须满足高频率、小型化、贴片化、高磁性能、低损耗和抗电磁干扰的要求。手机的增长,必然增加移动交换机的容量和地面站的数量。移动通信方面用的软磁材料主要是软磁器件。软磁铁氧体元件主要是无线寻呼用磁性天线,手机用的电磁兼容磁芯,如高频段的防寄生振荡用磁芯、混频器用的磁芯、耦合线圈用磁心,以及片式电感等,对于这些元件,国内还不能满足供货要求,主要靠进口。程控交换机向小型化发展。移动交换机小型化和无人管理化需要温度范围高、功率损耗低和导磁率高的铁氧体软磁芯。目前,机上主要使用国外进口的磁芯。我国生产的磁芯与国际上同类材料性能基本相同,但产品的外观质量差,还不能被大量接受。程控交换机对磁芯
32、要求是电源用的高频低损耗材料,表面安装技术用的片式电感、LC滤波器、片式混合电路器件,耦合变压器用的磁导率为12000至15000的高磁导率材料与高饱和磁通材料。固定电话机向无绳和可视化发展。无绳电话机必须具有高清晰通话质量、有效防止窃听、抗干扰、通话范围大、功耗低、环保低辐射等优势。要求高磁导率和低功率损耗软磁铁氧体作为功率材料和抗干扰电磁兼容元件,以保证可靠性和稳定性。计算机市场软磁器件有大量需求笔记本电脑。随着笔记本电脑里电子元件的时钟频率提高和小型化,应用的元件也必须相应地向高频化、片式化方向发展,如降低电源线与地间产生噪声的铁氧体软磁共模滤波器;除去让数字信号失真的高次谐波噪声成分的
33、片式磁珠滤波器;噪声屏蔽吸收体;夹持在电缆线上的噪声滤波器;电池供给的直流电压变为电路所需的直流电压用DC-DC变换器磁芯;液晶背光源高交流电压用DC-AC逆变器;需大幅度降低磁损耗,以达到电脑低发热、节能的铁氧体变压器磁芯;IEEE1394/USB接口抗干扰片式磁珠、共模滤波器磁芯等。液晶显示器。当前,在显示器市场,液晶显示器市场呈现出强劲的增长势头,液晶显示器是典型的数字电子消费品,需要一些重要的软磁电子元件,以使平面显示器更薄,质量更高,电磁噪音更低。其中的软磁器件如三端子滤波器、扼流圈、贴片电感、钳位滤波器、片状磁珠、直流-交流转换器、片变阻器等会有大量需求。汽车工业市场抑制EMI很关
34、键汽车电子系统EMC用软磁铁氧体。汽车电子系统越高级、越复杂,电磁兼容(EMC)问题就越突出。为了确保汽车电子系统的高可靠性,必须采取有效措施抑制EMI。为了抑制汽车电子系统的传导噪声,采用LC滤波器原理的常模扼流圈和共模扼流圈是一种简单有效的手段。由于常模扼流圈是非电流补偿型,所以需要大的磁心截面和高的饱和磁通密度,通常采用不易磁饱和的金属粉末磁心,如铁硅铝和铁镍钼磁粉心等;而对于电流补偿型的共模扼流圈,锰锌系高磁导率软磁铁氧体则是最适合的材料。汽车HID安定器用软磁铁氧体。HID即高强度放电式气体灯,又称氙气灯。迄今全球已有超过2000万辆的汽车安装了HID前照灯,被誉为21世纪革命性汽车
35、电子产品。在各种品牌的安定器内,核心部件DC-DC转换器的主变压器毫无例外都采用高性能功率铁氧体磁心制成,主变压器磁心分别采用小型PQ和RM型。软磁铁氧体、软磁铁氧体磁芯配方及软磁铁氧体用途、含量低于摩尔%的铁氧体、饱和电抗器磁芯,多输出开关调节器及带有它的计算机、餐具电子灭菌消毒柜、测量直流电流的传感器及测量方法、超宽频段金属有机配合物磁性材料和以其为基本材料的超宽频段有机磁性基料、磁感式煤铁分离器、磁热定时开关、磁头和磁记录再现装置、磁性微球形高分散负载金属催化剂及其制备方法和用途、磁性元件及磁性元件的制造方法、从亚铁盐水溶液中去除杂质的方法、带防雷性能的交流轨道电路、低损耗软磁锰锌铁氧体
36、、电磁干扰滤波器、电磁感应测速器、电磁信号法电火花加工放电位置检测传感器装置、多用强力增能器、高纯四方相三氧化二锰纳米晶及制备方法、高磁导率低温烧结中高频叠层片式电感材料及制备方法、高频磁共振稳压变压器、高频低损耗软磁铁氧体磁芯材料、高频细晶粒软磁铁氧体磁体材料及其生产工艺、共晶合成法制取锰锌铁氧体颗粒料、轨道电路绝缘破损防护系统、交流连续式轨道电路受电端中继变压器、具有微晶结构的薄片磁体、抗静抗杂工业、可控硅触发变压器、硫酸盐体系中多金属离子溶液的深度净化方法、锰锌功率软磁铁氧体料粉及其制备方法、锰锌铁氧体软磁及制造方法、锰锌铁氧体软磁烧结方法、凝胶法制备平面六角结构软磁铁氧体高活性超细粉的
37、方法、切割非晶态电感磁芯制法、球阀铜球的生产加工方法、软磁铁氧体材料及其低温烧结工艺、软磁钢及其制造方法、软磁体粉末复合材料、它的制造方法和应用、软磁铁氧体磁心磁控溅射真空镀银工艺、软磁铁氧体磁芯成型方法及模具结构、软磁铁氧体纳米晶的合成方法、软磁铁氧体烧结窑排胶装置、软磁铁氧体相合面精磨工艺及其产品、软磁铁氧体用四氧化三锰的制备方法、软磁铁氧体用氧化铁红的制备方法、软磁性复合材料、软磁性六方晶系铁氧体复合颗粒和用其制造的生胚及烧结陶瓷、软磁性铁氧体粉末的制造方法和层压芯片电感器的制造方法、烧结软磁铁氧体的燃煤推板窑、生产四氧化三锰的方法、适用于孔板式磁性免疫分析分离技术中的磁性分离装置、微位
38、移传感器、温度报警传感器总成、温度磁控开关、无极感应放电荧光灯、一种磁力书写黑板及配套永磁笔、板擦、一种多功能磁卡保护套、一种宽频磁电双性复合材料及其制备方法、一种免疫分析分离用磁性分离器、一种软磁铁氧体磁环表面涂塑方法、一种软磁铁氧体磁体的制备方法、一种软磁铁氧体磁芯、一种生产高纯氧化铁的方法、一种微波介质材料及其制备方法、一种无铁渣湿法炼锌方法、一种用于微机器人的软磁橡胶执行器制备方法、一种预烧软磁铁氧体粉料的方法、一种直热式铁氧体脉动时间继电器、一种直热式铁氧体延时断电开关、音频开关式交流感应电动机、永磁同步高速电机、用作铁氧体原材料的复合氧化物的生产方法、预烧软磁铁氧体料的直热式回转窑
39、、运流电流和位移电流式电机及测速电机、直流荧光灯、直线通过式背面平面磨床、制备甚高频片感器材料的方法、珠形噪声滤波器、自蔓延高温合成软磁铁氧体制备方法及其产品中国西南应用磁学研究所 翁兴园 科技的进步推动了软磁铁氧体材料应用的快速发展,随着新技术的不断发明和新产品的不断开发,以及现代计算机、通信、自动化和智能化系统及其相关产品等高新技术市场的不断发展,大大刺激了软磁铁氧体材料向高性能发展,并促进了新型软磁铁氧体材料的开发。 通信市场 对磁性材料要求更高 移动通信手机向多媒体化和3G发展。现在手机的功能在不断扩大,集照相、MP3、MP4和电视功能于一体的多媒体手机发展成为主流。今后数年内,中国3
40、G制式手机发展将成为重点,产量将超过GSM制式。由于功能的增加和技术的提高,对磁性材料性能提出更高的要求。磁性材料必须满足高频率、小型化、贴片化、高磁性能、低损耗和抗电磁干扰的要求。 手机的增长,必然增加移动交换机的容量和地面站的数量。移动通信方面用的软磁材料主要是软磁器件。软磁铁氧体元件主要是无线寻呼用磁性天线,手机用的电磁兼容磁芯,如高频段的防寄生振荡用磁芯、混频器用的磁芯、耦合线圈用磁心,以及片式电感等,对于这些元件,国内还不能满足供货要求,主要靠进口。 程控交换机向小型化发展。移动交换机小型化和无人管理化需要温度范围高、功率损耗低和导磁率高的铁氧体软磁芯。目前,机上主要使用国外进口的磁
41、芯。我国生产的磁芯与国际上同类材料性能基本相同,但产品的外观质量差,还不能被大量接受。程控交换机对磁芯要求是电源用的高频低损耗材料,表面安装技术用的片式电感、LC滤波器、片式混合电路器件,耦合变压器用的磁导率为12000至15000的高磁导率材料与高饱和磁通材料。 固定电话机向无绳和可视化发展。无绳电话机必须具有高清晰通话质量、有效防止窃听、抗干扰、通话范围大、功耗低、环保低辐射等优势。要求高磁导率和低功率损耗软磁铁氧体作为功率材料和抗干扰电磁兼容元件,以保证可靠性和稳定性。 计算机市场 软磁器件有大量需求 笔记本电脑。随着笔记本电脑里电子元件的时钟频率提高和小型化,应用的元件也必须相应地向高
42、频化、片式化方向发展,如降低电源线与地间产生噪声的铁氧体软磁共模滤波器;除去让数字信号失真的高次谐波噪声成分的片式磁珠滤波器;噪声屏蔽吸收体;夹持在电缆线上的噪声滤波器;电池供给的直流电压变为电路所需的直流电压用DC-DC变换器磁芯;液晶背光源高交流电压用DC-AC逆变器;需大幅度降低磁损耗,以达到电脑低发热、节能的铁氧体变压器磁芯;IEEE1394/USB接口抗干扰片式磁珠、共模滤波器磁芯等。 液晶显示器。当前,在显示器市场,液晶显示器市场呈现出强劲的增长势头,液晶显示器是典型的数字电子消费品,需要一些重要的软磁电子元件,以使平面显示器更薄,质量更高,电磁噪音更低。其中的软磁器件如三端子滤波
43、器、扼流圈、贴片电感、钳位滤波器、片状磁珠、直流-交流转换器、片变阻器等会有大量需求。 汽车工业市场 抑制EMI很关键 汽车电子系统EMC用软磁铁氧体。汽车电子系统越高级、越复杂,电磁兼容(EMC)问题就越突出。为了确保汽车电子系统的高可靠性,必须采取有效措施抑制EMI。为了抑制汽车电子系统的传导噪声,采用LC滤波器原理的常模扼流圈和共模扼流圈是一种简单有效的手段。由于常模扼流圈是非电流补偿型,所以需要大的磁心截面和高的饱和磁通密度,通常采用不易磁饱和的金属粉末磁心,如铁硅铝和铁镍钼磁粉心等;而对于电流补偿型的共模扼流圈,锰锌系高磁导率软磁铁氧体则是最适合的材料。 汽车HID安定器用软磁铁氧体
44、。HID即高强度放电式气体灯,又称氙气灯。迄今全球已有超过2000万辆的汽车安装了HID前照灯,被誉为21世纪革命性汽车电子产品。在各种品牌的安定器内,核心部件DC-DC转换器的主变压器毫无例外都采用高性能功率铁氧体磁心制成,主变压器磁心分别采用小型PQ和RM型。 EV充电装置用软磁铁氧体。纯电动汽车(EV)是用高能充电电池作为动力源驱动的汽车。EV电池充电方式分为接触式和感应式两种。感应式充电系统(ICS)克服了接触式的缺点,安全可靠,性能稳定,代表着充电技术的发展方向。在这种充电方式中,充电站端和汽车端各有一个用软磁铁氧体材料制成的大型扁平罐形磁心,其中嵌绕线圈。充电时两线圈靠近构成一个变
45、压器,靠初次级间磁感应耦合将高频交流电能由充电站馈送至电池组。有关研究表明,类似TDK PC44、PC47或FDK 6H40、6H45等低损耗功率铁氧体是制作磁耦合装置较适合的磁心材料。 HEV动力系统用软磁铁氧体。混合动力汽车(HEV)是由内燃机和电池两种动力驱动的汽车,为了实现复杂的动力转换和传输功能,HEV动力系统内使用了多件功率转换用变压器和扼流圈。为了确保在恶劣的环境下长期可靠运行,并保持高的效率,这些变压器和扼流圈的磁心均采用高性能宽温低损耗功率软磁铁氧体材料制成,如TDK PC95或FDK 6H60等材料。 消费类电子市场 高档软磁铁氧体比例加大 消费类电子产品一直是我国磁性材料
46、最大的市场,但消费类电子产品发生了质的变化,平板电视取代传统的CRT电视,数字化趋势成为主流,一些旧产品逐渐失去市场。 彩色电视机。彩电在我国消费类电子产品中一直占主导地位,全球产量在1.7亿台左右,到2010年将达到2亿台。今后发展热点是高清晰度、大屏幕和向数字化过渡,平板电视将占60%左右。这对磁性材料产品要求更加严格:频率高段化,要求铁氧体电源磁芯有较高的工作频率;高清晰化,要求电源变压器功率稳定,材料功率损耗小,饱和磁化强度大;图像稳定、彩色鲜艳,要求使用高磁导率材料和抗电磁干扰软磁磁芯和高性能聚焦片;数字化的发展,对软磁材料的功率损耗、磁导率、使用频率的要求均比模拟的高;国际能源署规定彩电的待机功率要下降到1瓦,对低损耗功率铁氧体材料提出新要求。从今后彩电市场发展看,高档的软磁铁氧体将占总量的80%。 数字化视频和音频设备。数字设
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