一體成型電感用軟磁粉末應用現狀及發展趨勢

發布日期：2024-11-21 瀏覽次數：2651

當前，消費類電子、汽車電子、信息通訊等產品快速發展，電子產品不斷智能化、小型化、輕薄化，傳統電感器件已經無法滿足科技的發展需求，未來電感將向小型化、片式化、高頻化、高功率密度等方向發展。近年來，國內積極布局和發展電感元器件，取得了巨大的進步，但高端產品與國外仍然存在較大差距，其主要受材料、設計和工藝的影響。軟磁粉末作為電感的核心，是影響電感性能的主要因素，為了發展國內高端電感，須突破核心軟磁粉末，減少對國外材料的依賴。基于此，深圳鉑科新材的郭雄志等針對目前一體成型電感常用的軟磁粉末，對國內外研究現狀進行了總結，對未來發展趨勢進行了展望，以期為行業軟磁粉末的發展提供思路。相關成果于2024年9月在《磁性材料及器件》上發表。

研究人員從加工方式、性能特點及國內外技術發展現狀等方面論述了不同一體成型電感用軟磁粉末的應用優勢。一體成型電感常用軟磁粉末分為羰基鐵粉、合金粉末、非晶和納米晶粉末（表1）。羰基鐵粉具有高飽和磁感應強度(2.2T)，在大電流應用具有顯著優勢，這是其他材料無法比擬的優點，同時也存在磁導率低和耐蝕性差等缺點，成型后電感值較低、防銹特性差等問題。為解決羰基鐵最大問題——防銹特性差，一般通過后端的電感噴涂處理解決其耐鹽霧和潮濕環境的不足，但這增大了電感的制造成本和環保成本，制約了羰基鐵粉的應用。鐵硅鉻粉末是合金粉末的代表，其具有較高飽和磁感應強度(1.3～1.5T)、高磁導率、良好的防銹和低成本等特點，從而得到了廣泛的應用。目前市場反饋綜合特性最好的鐵硅鉻粉末由日本ATMIX生產，ATMIX開發了高性能的玻璃包覆工藝以解決鐵硅鉻裸粉不具備抗24h鹽霧能力的問題，該工藝制備的粉末具有高磁導率、耐高溫和抗24h鹽霧能力，從而有效解決了其粉末特性缺陷。但ATMIX售價非常昂貴，為國內鐵硅鉻市場價格的2～3倍，國內僅僅少量高端產品會采用。非晶/納米晶粉末相比合金和羰基粉末具有高電阻率和更低的矯頑力，其磁滯損耗和渦流損耗更低，優異的磁性能使其應用越來越廣。近些年來，國內部分廠商等也推出了各自的非晶/納米晶粉末（表2），損耗較低，但粉末粒度較小，在高磁導率和高飽和磁感應強度方面與ATMIX的大顆粒非晶/納米晶存在較大差距。近年來，隨著電感成本的不斷壓縮，國內非晶納米晶粉末逐步取代部分進口日本粉末，在中端電感上應用上逐步增加。隨著磁心粉料工藝和性能的不斷優化，在性能、可靠性、效率和成本等各方面將實現較好的折中、平衡，一體成型電感必將獲得更大的發展。

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