第一情报 ---材料工业

前景广阔的软磁铁氧体材料

供稿人:杨薇炯  供稿时间:2005-9-20   关键字:软磁铁氧体  锰锌铁氧体  高磁导率  应用  现状    
软磁铁氧体材料是电子工业中应用最广泛的磁性材料之一,随着当前消费型电子产品的普及和有线、无线通信技术的发展,软磁铁氧体材料的开发生产已进入了一个鼎盛时代,现已形成相当规模的产业化发展态势。
 
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μi、高饱和磁通密度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μi>5000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μi>10000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(μi>10000)。
 
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(µi=15000)、H5E(µi=18000)铁氧体材料。日本TDK公司是全球磁性材料最富盛名的领头羊企业,他们在早期生产的H5C2(µi=10000)基础上,又先后开发了H5C3(µi=12000)、H5D(µi=15000)和H5E(µi=18000)等系列高µ软磁铁氧体材料;90年代末已试验成功µi=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(µi=12000)、15000H(µi=15000)和18000H(µi=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:µi=15000、3E7:µi=15000、MAT-H:µi=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µi=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µi=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,μi>10000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μi=8000-10000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μi>10000中高档材料,如宝钢天通2000年和2001年相继开发出BRL10K(µi=10000)和BRL12K(µi=12000)产品;河北涞水和山东淄博磁材厂2000年也在着力研发μi>10000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µi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超高磁导率µi的高档磁性材料发展方向迈进。
 
国内外主要磁性材料生产厂家产品牌号、生产时间对照表
 
公司名称
µi=10000
材料牌号
生产
日期
µi=12000
材料牌号
生产
日期
µi=15000
材料牌号
生产
日期
µi=18000
材料牌号
生产
日期
TDK
H5C2
1992年
H5C3
1993年
H5D
1997年
H5E
1998年
TOKIN
 
 
12000H
1997年
15000H
1997年
18000H
2000年
HITACHI
GP11
1995年
GP12
1997年
GP15
2000年
 
 
FDK FUJI
2H10
1997年
 
 
2H15
2000年
 
 
NICRRA
NC-10H
1997年
12H
1999年
15H
2000年
 
 
COSMO
FET|RRITES
CF197
1999年
 
 
 
 
 
 
TSC
TSF-010K
1999年
TSF-012K
2000年
 
 
 
 
宝钢天通
BRL10K
2000年
BRL12K
2001年
 
 
 
 
涞水磁材厂
 
 
R12K
2000年
 
 
 
 
四川宜宾899厂
R10K
不祥
 
 
 
 
 
 
横店东磁
R10K
批量生产
R12K
批量生产
R15K
试产
 
 
 
真正意义上的高磁导率µi软磁铁氧体材料,其μi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。
 
 
 
 
 
参考文献:
1.沈庆峰等,软磁铁氧体材料   昆明理工大学学报 2003,28(2),17-37
2.翁兴园,  前景广阔的中国软磁铁氧体产业 新材料产业 2003,4,27-33
3.杨青慧等,高磁导率软磁材料的研究现状与关键工艺磁性材料及器件 2003,4,33-36
4.刘九皋等,批量生产的高磁导率铁氧体材料与磁芯磁性材料及器件 2002,4,14-17
5.唐敏等    软磁铁氧体的应用和技术  世界电子元器件1999,7,65-66
6.黄刚      全球磁性材料开发生产的现状与发展 电子质量 1995,6,5-10

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