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摘要
软磁复合材料是软磁金属经制粉、绝缘处理、粘结、压制和热处理而制备的磁性复合材料,广泛应用于能源、信息、交通和国防等重要领域,是国民经济和国防建设的关键基础材料。随着电力和电子装备向高频、高功率密度、节能和电磁兼容方向发展,软磁复合材料的需求量越来越大,要求也越来越高。我国软磁复合材料过去长期存在功率损耗大、磁通密度低、直流叠加性能差等严重问题,技术水平与国外差距巨大。2002年以来,浙江大学严密教授团队与相关企业进行了长期的合作研究,原创性提出了制备多软磁相核壳结构复合材料的技术思路,创新了绝缘包覆技术,大幅消除了颗粒间涡流损耗;建立了软磁合金新体系,显著提高了复合材料软磁性能;创新和集成核心生产技术,实现了规模化生产和广泛的实际应用。创新点:1.发明多软磁相核壳结构复合材料和磁粉绝缘包覆新技术。降低以涡流损耗为主的功率损耗,是软磁复合材料的世界性难题。本项目提出了在软磁粉末基体上原位生成高电阻率软磁壳层,制备多软磁相核壳结构复合材料以降低涡流损耗的新思路,发明了Fe基软磁合金基体与Fe4N/Fe3O4、Fe3O4等高电阻率软磁壳层组成的核壳结构材料。创新了磁粉绝缘包覆技术,发明了分别适用于不同合金磁粉的非均匀形核、溶胶-凝胶和复合绝缘包覆技术。以上发明在保持高磁性能的同时,大幅度抑制了颗粒间涡流,显著降低了功率损耗。2.发明系列新型高性能软磁合金。创新设计了Fe-Si-M、Fe-Ni-M(M为Mo、Ni、Al或Co)新型晶态软磁合金和Fe-Cu-NbTi-Si-B、Fe-Ni-Al-Si-B纳米晶/非晶软磁新合金,掌握了成分配方对合金相结构、显微组织和磁性能的作用规律及机理,发明了系列新型高性能软磁合金,制备出具有高磁通密度、高直流叠加等不同特性的高性能软磁复合材料产品。3.创新和集成核心生产与应用技术。发明了新型耐高温粘结剂和有机-无机复合粘结技术,创新和改进了针对不同合金的磁粉制备技术,系统集成相关发明与关键技术,建立了低功耗高性能软磁复合材料成套生产工艺。成果:项目创新成果已在合作企业全面应用,为新能源汽车、高铁、计算机及国防领域做出了重要贡献,并获得了2016年度国家技术发明奖二等奖。值得一提的是,这已是严密教授团队获得的第二个国家技术发明奖二等奖。2013年度,严密教授团队完成的"钕铁硼晶界组织重构及低成本高性能磁体生产关键技术"项目亦获得国家技术发明奖二等奖。
