软磁材料,指的是当磁化发生在Hc不大于1000A/m,这样的材料称为软磁体。典型的软磁材料,可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。软磁材料(soft magnetic material)具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。
主要应用于风电、电子、计算机、通信、医疗、家电、军事等领域。磁性材料种类众多,目前一般根据使用特性分为软磁材料及永磁材料两大类。
软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料,易于磁化,也易于退磁。其主要功能是导磁、电磁能量的转换与传输,广泛用于各种电能变换设备中。它的特点是矫顽力低,并且磁滞回线窄,磁导率高,在地的外磁场作用下获得较高的磁感应强度。
软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等 。
纳米科技给传统磁性产业带来跨越式的发展。利用纳米材料的优异性能和特殊结构来全面提高传统软磁材料的综合性能的优点,是在不用对现有设备进行大的技术改造的前提下,就可以达到全面提高企业传统材料的技术含量及质量等级的目的。
总之,软磁材料的发展将沿着高饱和磁感应强度、高磁导率、高居里温度、低损耗、低矫顽力和高频化、小型化、薄型化方向发展。将软磁铁氧体材料进一步向高频、高磁导率和低损耗发展。非晶、纳米晶软磁合金将研制开发新型、功能性的非晶纳米晶复合材料,拓宽非晶纳米晶复合材料的应用领域 。
近年来,出现了采用电驱动装置和电子控制装置实现产品的驱动、自动控制和多功能化的趋势,关键的核心材料之一就是软磁材料。软磁材料在各种器件中起到能量耦合传递及转换的作用。在能源日趋紧缺和环境问题日趋严重的今天,降低软磁材料的损耗提高磁芯效率,在节约能源及控制环境污染等方面具有重大意义。
20世纪90年代以来,软磁材料发展走过了辉煌的一页:非晶、纳米晶、金属玻璃软磁材料,磁粉芯、非晶微晶条带、软磁复合材料给越来越重视环境和能源问题的世界各国的节能减排带来希望。软磁材料在汽车、新能源、信息、消费电子以及电力电子领域的小型化和高性能化中具有重要意义,有待于我们加强基础,勇于探索,进行创新性的研究,争取在未来的国际磁性材料领域中,中国的自主知识产权占相当的比例 。
据恒州博智显示:从近几年各国软磁材料生产量的变化可以看出,世界软磁材料的生产格局已经发生了很大的变化。产量仍将有较大幅度的增长,但是竞争将会变得更为激烈。因此,如何降低成本、提高效率、提高产品档次及市场竞争力将成为竞争的关键。
需求量最大及对性能改进要求最为迫切的材料是高频低功率损耗铁氧体材料和高磁导率铁氧体材料。高频低功率损耗铁氧体材料主要用于各种高频小型化的开关电源及显示器、变压器等。高磁导率铁氧体材料则主要用于宽带变压器、脉冲变压器用抗电磁波干扰器件等。
从根本上来说,材料的微观结构决定其宏观性质,因此应以磁性量子理论为指导,着手分析并改进材料的微观结构,以改善其宏观磁学性能。对软磁材料的研究已由粗晶转变到纳米晶合金材料的制备及其成分设计。纳米材料的研究及材料设计科学正是基于这种宏观磁学性能思想而发展起来的,即从第一原理出发来进行材料设计,在磁性材料方面,随着现代科学技术的发展,量子理论对自旋有序材料的成功解释及量子理论与微磁学的结合,逐渐实现高饱和磁感应强度和低损耗软磁的目标。
据相关数据显示,我国各类金属合金软磁粉末加金属磁粉芯产量约18万吨,产值约90亿元;尽管受疫情等因素影响,但疫情后需求刺激,增长约8%,产量约19.5万吨,产值约100亿元。
随着我国“碳达峰、碳中和”及“新基建”等政策的推行和落地,金属软磁材料行业在光伏发电、家电、新能源汽车及充电桩、数据中心、消费电子等领域的需求势必会不断增加,市场景气度将持续提升,大有可为。