电子信息产业的高速发展,对高频电感元件(如高频变压器、小型电感器等)也提出了各种新的要求,随之也要求改进和提高作为电感元件的主要组成部分——铁氧体磁芯的性能。
因此,对软磁铁氧体材料及磁芯元件也提出了更高的材料标准和要求,如元器件的小型化、片式化、高频化、高性能、低损耗等。
在软磁铁氧体中,目前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(如AC-DC、DC-AC 变换器)及显示器回扫变压器等;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。据报导,这两种材料的产量已经占全部软磁铁氧体总产量的60%以上。
对功率铁氧体材料的主要要求是:较高的磁导率(mi2000)、高的居里温度(Tc)、高表观密度(d)、高饱和磁感应强度(Bs)和高频下的超低磁芯损耗(Pc)。对高磁导率铁氧体材料的主要要求是:高的磁导率(mi12000)、高表观密度(d)、高频低场下低的磁芯损耗(tand/mi)和优良的频率扩展特性(f-L)。对铁氧体磁芯元件本身的主要要求是:最佳的电磁性能及性能的一致性、精确的机械尺寸及足够的机械强度和良好的工艺质量(包括外观质量和外形缺陷等)。
纵观近几年各国软磁铁氧体生产量的变化可以看出,世界软磁铁氧体的生产格局已经发生了很大变化。今后几年,日本、美国和西欧各国的软磁铁氧体生产虽然将继续保持负增长,但为充分利用亚太地区廉价的劳动力资源和原材料资源,这些国家的一些企业,如:Philips、Siemens、TDK、TOKIN、FDK、日立、川铁等在该地区(主要集中在中国大陆、台湾,印度以及东南亚各国)建立的铁氧体工厂(主要生产MnZn 铁氧体)的产量却不断增加,并且,这些企业向亚洲转移其生产工厂的趋势也正在加剧。发达国家铁氧体工厂的大量涌入,势必将会进一步加剧该地区在软磁铁氧体生产上的竞争。
总之,软磁材料今后仍将沿着高 Bs、高m、高Tc、低Pc、低Hc 和高频化、小型化、薄型化方向发展,以满足磁性元件的日益薄膜化和小型化,甚至集成化的趋势。
在今后10 年内,软磁铁氧体材料重点要发展高频低功耗、高磁导率材料和片式化的表面贴装元件;在非晶软磁合金和磁记录材料及高频软磁合金方面则重点发展纳米材料。
在软磁材料的发展过程中,20 世纪30 年代前为金属软磁的一统天下,五六十年代为软磁铁氧体的黄金时代;自从70 年代初开发成功非晶态软磁合金,80 年代末期开发成功纳米晶软磁材料以来,相继又发现了许多高起始磁导率和低矫顽力的纳米晶软磁材料,近年来又开发了许多高频特性优良的纳米颗粒结构的软磁材料。
90 年代以来,纳米结构的金属磁性材料的崛起,已经成为软磁铁氧体有力的竞争者。目前传统的铁氧体软磁材料正朝着提高综合性能指标的方向发展。