想象一下,微小的磁鐵可以為全世界提供動力,悄無聲息地開啟和關閉手機、汽車甚至電網中的能量,這些材料被稱為軟磁材料。然而,隨著設備的運行速度加快、效率更高,傳統材料難以滿足現代設備的高頻需求,因此需要使用非晶軟磁復合材料(ASMC)。
這些ASMC材料具有一定的隱藏潛力。它們就像包裹在特殊涂層中的金屬粉末,其中充滿了微小的氣隙和界面,從而可以具有超強能力,如低功耗和靈活的設計,使它們在高頻處理方面非常高效。然而,它們的磁化強度比不上傳統材料。因此,研究人員希望在磁力和柔軟度之間實現*平衡。對于未來的電子產品來說,這是一個值得解決的難題。
雖然ASMC速度很快,但它們的磁力不是很強。這就像一輛發動機性能較弱的賽車,速度很快,但還不夠強勁。據外媒報道,中國松山湖材料實驗室的研究團隊利用“臨界狀態(critical state)”方法來解決這一問題。想象一下,在這些材料上施加旋轉磁場,就像陶工塑造粘土一樣。這有助于使它們少量結晶,從而在內部產生微小的、超高效磁性區域。
其結果是產生了一種兼具磁性、強度和效率的材料。這種“臨界狀態”ASMC具有以下特點:
• 高磁力:就像一臺強勁的發動機
• 低能耗:如同節能型汽車一樣
• 高頻率工作:緊跟*新技術
這一發現僅僅是一個開始。目前,研究人員致力于使用不同的涂層和成型技術,以進一步改進ASMC并探索新的材料。
柯海波教授表示:“這種構建臨界態非晶合金的策略有助于開發新型ASMC,促進現代電子技術的發展,特別是在高頻領域。未來,一方面可以通過工藝優化來實現高磁導率、低磁芯損耗、高磁化強度和高應用頻率的協同作用,例如使用新型涂層(磁性和絕緣)和新的壓實技術。另一方面,開發新的粉末成分和調整固有微結構,如有序調制策略和納米復合材料工程,有助于打破‘磁性強度’(飽和磁化)和‘磁塑性’(矯頑力/磁芯損耗)之間的權衡!
研究人員認為,開發高性能ASMC和全軟磁材料完全是有可能的,研究領域已經開展了一些活動,以促進電力電子領域的變革,特別是第三代半導體相關器件。這些進展將有助于實現更高效的電子產品,*終為高頻未來提供動力。