当前位置: 首页 > 尊宝娱乐官网 > 产业前瞻

磁性材料行业技术发展分析报告

2013-05-30

一、目前各行业技术发展水平

1、永磁铁氧体性能概况及发展趋势

1)永磁铁氧体性能概况

  ● TDK最新推出的薄壁各向异性FB13B、14H材料

  2010年6月,TDK公司在其官方网站上推出最新牌号产品FB13B和FB14H材料,其主要技术性能如下表所示,较三年前推出的FB12系列材料性能稍有提高。与此同时,TDK专门为这两种牌号材料提出一个新的名词,称为“薄壁各向异性”永磁铁氧体材料,以区别以前FB9系列和FB12系列的湿压各向异性材料。据称薄壁各向异性材料样品厚度在2mm左右,众所周知,永磁铁氧体材料样品越薄,其取向度相对会越高,因而越容易获得相对较高的磁性能。因此从这个角度上来看,TDK的FB13B和FB14H材料磁性能提升是很有限的。 

材料牌号

Br(Gs)

Hcb(Oe)

Hcj(Oe)

(BH)m (MGOe)

FB13B

4750±100

4270±250

4770±250

5.5±0.2

FB14H

4700±100

4460±250

5400±250

5.4±0.2

   ● TDK推出FB5D、FB5DH干压各向异性材料

  本世纪初,TDK相继推出了干压各向异性最高牌号FB5D、FB5DH,主要磁性能如下表所示。从性能上看,相对湿压产品牌号,其主要磁性能并不高。但是干压产品具有压制速度快,产品磨削量小等优点,尤其适用于微型器件和异型器件的一次压制成型,因而近年来发展速度非常迅速。  

材料牌号

Br(Gs)

Hcb(Oe)

Hcj(Oe)

(BH)m (MGOe)

FB5D

4150±100

320150

3300±200

4.1±0.2

FB5DH

4000±100

3500±150

4000±200

3.8±0.2

 2)永磁铁氧体技术发展趋势

  ● 更高的磁性能

  ● 低的温度系数

  ● 更小而薄的产品体积

  ● 高精度的尺寸及形位公差

  ● 多样化的充磁方式

  ● 更广泛的使用领域

  目前中国永磁铁氧体行业生产现状必需要改变的是: 快速的提升设备的自动化水平,少用人和减轻劳动者的强度势在必行。


2、软磁铁氧体性能概况

1)锰锌(MnZn)高导软磁铁氧体材料

  宽频、低磁滞损耗软磁铁氧体材料

  在高μ和超高μ材料研究方面,纷繁的国外专利报导中,大多把低频μi作得很高,以保证100kHz时不至于降到15000以下。μi 10000最高水平300kHz不下降,μi 12000的材料可达200kHz不下降;μ-T曲线平缓单调上升,因而宽温特性和宽频特性俱佳。

  国外的实用高磁导率软磁铁氧体材料μi已经达到28000以上的水平。

  高磁导率材料为降低非线性失真,满足THD指标要求,TDK公司在DN40材料磁滞常数ηB为0.8×10-6基础上推出DN70,ηB降到0.2×10-6,但是NICERA公司的10TB材料则让ηB降到了0.12×10-6,EPCOS公司T66材料,磁导率已比DN70高出近一倍,μi 13000时,ηB为0.5×10-6,HITACHI公司的MP15T材料,磁导率15000,μ-f 特性更是令人刮目相看,直到100kHz,μi仍保存15000不掉。T66和MP15T是目前超高μ材料中综合性能最好的两种,因为它们还具有宽温、低损耗的特点,高磁导率μi 10000的材料宽频特性首推STEWARD公司的40#材料最好,直到300kHz,其μi仍能保持10000,可惜今年公布的曲线稍有修正。

  宽温、高直流叠加软磁铁氧体材料

直流叠加特性的改善是近几年高μ材料的热门话题。TDK公司推出DN45材料三个月后,又改进推出宽温DNW45材料,再过三个月,美国STEWAD公司也推出了性能相同的46#材料,这些材料μi都在4500左右,Bs不高,但Br较低,且温度特性好。针对同样的市场和产品DC-Bias特性的要求,FERRONICS则棋高一着的推出了μi 6000,-40℃~+85℃间满足DC-Bias要求的新材料。川崎(JFE)推出的SK-202G材料除与上述公司技术指标相同。

  高频、高阻抗软磁铁氧体材料

超高μ方面真正达到T66和MP15的水平是不容易的,纵览纷繁的国外专利,大多是把低频μi作得很高,以保证100kHz时不至于降到15000以下。国内报导的超高μ20000,30000材料,其损耗和频率特性多数没有权威机构的测试报告,或者占便宜用小尺寸环形测量。至于批量产业化生产更是难上加难。

  与低温、超低温和高温软磁材料的发展同步,贫铁高μi高频Mn-Zn铁氧体,在抗EMI和EMC领域的应用,又打破了过去人们锁定的Mn-Zn材料频率范围,带着高磁导率μ,高介电常数ε,高阻抗Z的优势,贫铁锰锌材料大踏步进入了几十、几百兆赫领域,这一切都得益于高效掺杂。

  高磁导率铁氧体材料主要用于低频宽带变压器和小型脉冲变压器。低损耗、高μQ材料(μQ≥(50~100)×104),主要用于低、中频载波机滤波器磁芯、高频调谐回路及扫描回路电感磁芯。低损耗、高稳定性材料,用于通信滤波器磁芯。低谐波失真系数高μ材料,用于xDSL(数字用户线)调制解调器、变压器,以减小失真、增加通信路数、缩小体积。宽温、高直流叠加高μ材料,用于局域网(LAN)系统。低温高导材料,用于室外工作的综合业务数字网(ISDN)脉冲变压器;宽频高μ材料,用于滤波器;高Bs高μ的双高材料,用于载波机滤波器。

2)NiZn射频软磁铁氧体材料

  逆变器电源的设计技术突破了传统的模式,迅速发展的新模式要求逆变器磁心材料的表面电阻更高,诸如平板变压器所采用的多管兼用的高压逆变器,要求输出电压更高,原先通常采用的MnZn铁氧体材料已不再满足这一要求。MnZn材料的电阻率远远不满足在短短几厘米承受数千伏的要求,而NiZn材料的电阻率高达106,为此业界转向将传统仅用在其它场合的NiZn材料尝试开发应用在功率转换方面。JSF-FDK联合开发出NiZn铁氧体材料 L47H,该材料不仅具备功率铁氧体的一般特性,同时还具有特别高的表面电阻,使界级难题,该铁氧体材料为国际首创,它一方面迎合了平板显示发展的最新科技,变压器在高输出电压下也能获得了高可靠性,很好地解决了变压器高压击穿打火的问题,另一方面也开辟了在功率转换领域NiZn铁氧体材料的更多的应用可能和开发方向。

3)软磁铁氧体技术发展趋势

  随着应用领域的拓展和材料开发的深化,在电子信息产业、电力电子等领域,为保证设备系统稳定、可靠、高效运行,一种求新、求全的理念逐步主导着国内软磁铁氧体材料的研发方向,不少多种特性兼备的新材料先后推向市场。这些材料具有以下综合性能:更高的饱和磁通密度Bs,更好的直流偏置特性DC-Bias,更低的损耗(低磁通密度下的损耗因子tgδ/μ、高磁通密度下的功耗Pc),更低的总谐波失真系数(THD),更宽的使用频率和更广的温度范围。即所谓两宽(宽温,宽频)、两高(高Bs,高DC-Bias)、两低(低损耗,低失真)兼具的特点。稀土/纳米添加和精细化工艺控制成为趋势。

  ● 随着电子整机产品在高性能、高可靠性、多功能、便携化、低价格以及节能

  ● 环保方面发展,普遍采用了高密度的表面安装技术(SMT)。由此,电感产品迅速向小型化、轻薄化、功率化、复合化、高频化、标准化等方向发展.

  ● 目前电感器在复合化方面,主要是利用LTCC技术将电感器与其他主、被动元器件复合。在产品发展趋势上,复合电感器与电容器所制成的滤波器、耦合器、平衡非平衡转换器、双工器等产品技术已趋于成熟。

  ● 发展精密化装备。电感产品的内电极宽度仅为20-30mm,层间膜厚只有5-10μm,对产品的制作、测试设备精度都提出了极高的要求。

  ● 推进SMT技术。通信产品几乎100%的元器件是片式化元器件。可以预见未来将会有越来越多的电感产品采用片式化技术。

  ● 引入半导体技术。传统的电感线圈或采用铜线绕制,采用半导体技术,可以很轻松的实现小于10μm宽度的电极,从而实现更小尺寸的产品;而且其制作精度很高,有利于实现高精度的电感产品。

  ● 发展复合平台技术。复合电感器与电容器所制成的滤波器、耦合器、平衡非平衡转换器、双工器等产品的迅速发展,要求我们建立起新型的复合产品制作平台。

  ● 开发特殊用途的特种材料。在汽车电子、航空航天等温度、湿度、电流等应用,首先就必须要开发出环境适应性宽、可靠性好的新型特种材料。

  ● “十二五”期间电感器件行业经济目标销售收入190亿元(2010年120亿元),年均增长10%.

  ● 重点发展产品:(1)微型化电子变压器{5×5×5mm的微型变压器和厚薄仅为0.2mm的平面变压器 };(2)节能型电子变压器;(3)环保型电子变压器(4)高温超导电子变压器;(5)压电陶瓷变压器;(6)超薄型、薄膜化磁性变压器.