宽温超低功耗软磁铁氧体磁芯研制工作及技术总结报告.docx
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宽温超低功耗软磁铁氧体磁芯研制工作及技术总结报告
宽温超低功耗软磁铁氧体磁芯
研制工作报告
一、企业简介
公司始建于2000年10月，是集多功能软磁材料研发、生产、销售及技术服务于一体的专业化公司。
主导产品有高导和功率两大类等各种规格的软磁产品160多个品种，产品广泛应用于、4G基站、汽车电子、光伏太阳能、工业电源、家用电器、绿色照明领域。
目前,公司产品己为、华为、、中兴、三星等国际知名品牌配套，产品性能达到国领先水平,并且替代进口产品。
公司建有1000平米的研发中心，目前已被认定为市企业技术中心。
公司重视企业研发经费投入，连续三年研发费用均占销售收入的5%。
不断引进国际先进的研发设备，组建起了整套的中试装置，目前拥有先进生产检测仪器余台套；技术中心专业研发人员人，其中中高级职称人员人，另有外聘教授、专家人，造就了一支知识结构完善、年龄结构合理的科研队伍。
公司还与大学建立了长期的合作关系，形成了产、学、研于一体的研发平台，使企业长期保持较强的技术创新能力。
研发团队由总经理为负责人，副总经理为技术负责人，具有长期从事软磁材料研究、生产和管理的经验，采用国际先进的检测技术与管理模式，可完全根据用户和市场的要求，进行设计开发。
公司始终坚持“科学发展、科技创新”的理念，不断研发“新、特、精、优”的高尖端产品，以技术创新引领行业潮流。
近年来，公司研发高磁导率及功率两大类软磁铁氧体磁芯系列产品160多种，开发了该材料成型和加工的技术、生产工艺20余项。
目前已获得实用新型专利16项，申请国家发明专利15项（其中12项已进入实审阶段）。
公司计划兴建“高技术磁性电子材料产业化项目”，建设年产高技术磁性电子材料吨生产线。
努力改善磁性电子材料的生产工艺及技术水平，使其产品不仅能进一步满足国高档铁氧体材料的市场需求，还将进一步打入国际市场，参与国际竞争。
公司先后通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001国际环境管理体系、TS16949管理体系认证。
荣同时公司建立健全了质量管理和售后服务体系，对原料采购生产工艺严格把关，其产品在国外市场得到了广泛认可和赞誉。
目前，公司己成为省最大的磁性电子材料研发生产基地，为提高我国软磁电子行业研制水平，提升在国际市场的竞争力，促进区城经济产业化和社会发展发挥了重要作用。
二、项目简介
随着各种电子技术向高频化的迅速发展，软磁铁氧体得到了日益广泛的应用，因为它具有比硅钢片一类的金属磁性材料高很多的电阻率，有利于降低高频损耗，从而有利于器件和整机的小型化和轻量化。
锰锌功率铁氧体是高频电子变压器使用的主要磁性材料，其需求量每年均不断上升。
特别是得益于电视技术、电脑等的发展需求。
公司自主研发的宽温超低功耗软磁材料项目，重点解决了在有温度依赖特性的软磁铁氧体中，在宽广温度中保持低磁心损耗的问题，宽温低损耗材料的核心设计思想是使结晶各向异性常数K1在整个宽温度围中下降至很小，以前的材料都是通过在某个温度点使结晶各向异性常数K1→0来下降应用温度点的损耗。
我们一直在努力探索使整个宽温度围中K1→0，实现这点是制备宽温低损耗材料的技术关键。
宽温超低功耗软磁材料主要推广应用于各类变压器和电感器磁芯，广泛应用于通讯及网络、IT、电磁兼容、家电、汽车电子、绿色照明、工业、医疗及军用电子设备等领域，该产品市场前景十分广阔。
该项目完成后根据研发的技术工艺容将形成3项国家专利。
为产业化发展和提高软磁电子行业的水平，促进社会和经济效益增长，提升我国在国际市场的竞争力，将起到重要作用。
宽温超低功耗软磁铁氧体磁芯
技术报告
一、研制开发的必要性
软磁铁氧体是品种最多、应用最广、用量最大的一种磁性材料，是电子信息和家电工业等的重要基础功能材料。
经过半个多世纪各国铁氧体公司的科研生产，世界软磁铁氧体性能得到了很大的改进和提高，其产量逐年高速递增，应用领域围不断扩大。
当今世界软磁铁氧体的生产有两个特点：
一是亚洲更加突出其中心和大本营地位；二是生产重心已完成由发达国家向发展中国家的战略转移。
据有关专家预测，2013年全球软磁铁氧体产量约为85万吨，2014年上升至100万吨，年增长率达11%，美国将继续保持负增长，日本、西欧很可能在现有能力上徘徊或减少，而以中国、中国、国和印度为代表的亚洲发展中国家或地区，将呈现快速发展趋势，其软磁铁氧体产量将占全球总产量的3/4以上，这是因为这些国家或地区具有丰富、廉价的劳动力、原材料资源及能源，还有大量的电子变压器和电感器厂家以及全球最大的彩色电视机、显示器、电脑及外设制造业。
近年来，电脑、移动通信、光纤通信、EMC、DVD、数字电视以及新型照明灯具等发展很快，为软磁铁氧体的应用开辟了更大的市场，在这一市场中，发展较快的软磁铁氧体产品主要有以下几类：
功率铁氧体，约占软磁铁氧体总量的50%；高磁导率铁氧体，约占总量的25%；宽带射频和电子镇流器与照明变压器用软磁铁氧体，约占总量的10%；抗电磁干扰（EMI）铁氧体元件，约占总产量的5%。
权威机构对世界软磁铁氧体行业评估后认为，世界软磁铁氧体需求量在今后4～5年间每年仍将按10%左右的速度增长，21世纪将是高档软磁铁氧体的发展时期，其中用量最大的仍然是功率铁氧体和高磁导率铁氧体。
随着电子设备加速向轻薄短小、集成化、智能化和多功能化方向发展，各种软磁材料的性能为适应多种用途，正日新月异的更新换代，世界各大公司均投入巨资争相研制开发以占领更多的市场份额。
随着通信技术和电子产品数字化的发展，对软磁铁氧体和元件提出了新的要求，如器件的小型化、片式化及高频化、高性能、低损耗等。
近年来，中国磁性材料行业发展迅速，近一半的磁性材料用于出口，中国磁性材料行业已形成了自己的产业体系。
各种门类的磁性材料产量均居世界第一，已经确立了世界磁性材料生产大国和磁性材料产业软磁材料是一种用途广、产量大、成本低的电子工业及机电工业和工厂产业的基础材料，是其重要的支柱产品之一，它的应用直接影响电子信息、家电工业、计算机与通讯、环保及节能技术的发展，亦是衡量一个国家经济发达程序的标志之一。
随着通信技术和电子产品数字化的发展，对软磁铁氧体和元件提出了新的要求，特别是数字电路和开关电源应用的普及，电磁干扰（EMI）问题日益重要，世界各国对电子仪器及测量设备抗电磁干扰性能提出的标准越来越高，现已成为现代军事电子设备、工业和民用电子仪器不可缺少的组成部分。
21世纪是高档产品发展时期，产量增长放慢，品质提高，中低档产品相对逐渐萎缩，发展高磁导率、高频和低损耗软磁材料已是迫在眉睫。
二、主要研究容、基本结构、工作原理、试验方案及指导思想
一般的功率铁氧体材料，其损耗与温度特性都成“V”型，所以在使用时存在一个理想工作温度点，而通过本项目的开发，可以使铁氧体材料适应各种工作温度，同时该材料还具有高磁导率低损耗的特点。
该锰锌功率铁氧体材料制成各类变压器磁心，主要用于汽车功率电子、大尺寸液晶彩电背光源逆变器、高性能模块式电源、高端绿色照明等对于温度稳定性、转换效率、节能环保有很高要求的领域。
宽温超低功耗软磁材料项目，重点研发在有温度依赖特性的软磁铁氧体中，在宽广温度中保持低磁芯损耗的问题，宽温超低损耗材料的核心设计思想是使结晶各向异性常数K1在整个宽温度围中下降至很小，以前的材料都是通过在某个温度点使结晶各向异性常数K1→0来下降应用温度点的损耗。
我们一直在努力探索使整个宽温度围中K1→0，实现这点是制备宽温低损耗材料的技术关键。
传统的添加技术只能在个别温度点对k1进行补偿,并不能实现宽温低损耗特性。
本项目研究采用独特的添加技术（添加剂品种、特性、添加量、添加工艺等），使补偿效果由个别温度点扩展到一定的温区，从而实现宽温低损耗特性。
相应地，由于初始磁导率也是k1的函数，k1的适当补偿也能同时使磁导率提高。
三、工艺的确定及工艺流程
该项目我们通过理论、模拟计算和大量的试验，确定了产品的最佳结构，并且在生产制程中，采用了先进的烧结和磨加工设备，对工艺进行了优化和调整，质量过程严格控制，各环节密切配合，提高了产品的性能和一致性。
四、技术关键和采用的措施
本项目关键技术在于磁芯所采用的原材料的开发，选择在宽温度围下都有较低损耗的材料。
在原材料中添加复合添加剂对铁氧体材料磁晶各向异性常数K1进行宽温围的调整控制，从本质上降低磁芯损耗对温度的依赖性。
同时，我们也严格控制制程过程中各阶段的要点，各个环节紧密配合，优化成型密度，改善产品结构。
采用国先进的钟罩窑，更精确的控制烧结温度及平衡氧分压气氛。
最终使产品性能和一致性达到要求。
五、主要技术指标
公司该项目按照GB/T9632.1-2002（中华人民国国家标准）、SJ/T10092-91（中华人民国电子工业行业标准）精心组织生产。
结合国外软磁铁氧体产品的实际需求，我们确定了设计开发软磁材料系列产品的主要技术参数及规格围。
也为新产品开发中工艺路线的制定和指导性工艺文件、检验试验文件的编写提供了主要依据。
产品设计结构参数和主要性能指标如下：
产品设计的技术性能指标和参数
参数
符号
单位
测试条件
指标
初始磁导率
μi
-
-
1500±5%
饱和磁通密度
Bs
mT
25℃
320
100℃
＞520
剩磁
Br
mT
25℃
65
电阻率
ρ
Ω·m
23℃
13
密度
d
g/cm³
-
3.9
功率损耗
Pv
mw/cm³
100KHz200mT
25℃
400
100℃
＜320
六、主要创新点
1、技术创新：
传统的软磁低损耗铁氧体仅能在很窄的温度围（通常为80-100℃）实现低损耗特性，超出该温度区域则产品的损耗会急剧上升，导致制成的变压器电感等器件温升超标，这大大限制了铁氧体磁芯的适用性和可靠性；另外传统的低损耗铁氧体材料磁导率偏低（ui一般为2000-2500），难以满足小型化变压器对高电感量的要求。
本项目具有如下突出的创新点：
在极宽的温度围（常温-120℃）保持材料的超低损耗，即具有很低的损耗温度系数和良好的温度稳定性；同时也实现了较高的磁导率（ui为3000±25%）。
这使该材料制成的铁氧体磁芯能够很好的满足多种小型化、高性能、高可靠性功率转换应用领域的需要，特别是在近年来迅速上升的LED照明驱动逆变器、车用电子装置以及手机、平板等IT产品对铁氧体磁芯的需求上，本项目产品能够得到很好的应用。
2、工艺创新：
与传统的低损耗铁氧体制造工艺相比，本项目具有如下创新点：
运用特殊微量添加剂对铁氧体材料磁晶各向异性常数K1进行宽温度围调整控制；运用高性能钟罩炉对烧成平衡氧分压的精确控制等。
七、推广应用情况及前景
随着各种电子技术向高频化的迅速发展，软磁铁氧体得到了日益广泛的应用，因为它具有比硅钢片一类的金属磁性材料高很多的电阻率，有利于降低高频损耗，从而有利于器件和整机的小型化和轻量化。
锰锌功率铁氧体是高频电子变压器使用的主要磁性材料，其需求量每年均不断上升。
特别是得益于电视技术、电脑等的发展需求。
公司自主研发的宽温超低功耗软磁材料项目，重点解决了在有温度依赖特性的软磁铁氧体中，在宽广温度中保持低磁心损耗的问题，宽温超低功耗软磁材料主要推广应用于各类变压器和电感器磁芯，及通讯、网络、IT、电磁兼容、家电、汽车电子、绿色照明、工业、医疗及军用电子设备等领域，该产品市场前景十分广阔。
该项目完成后，可实现销售收入7000万元，年新增销售税金及附加750万元，年新增利润总额650万元，出口创汇300万美元，可安排社会劳动力300人就业。
项目完成后根据研发的技术工艺容可形成5项国家专利。
将为提高我国高技术磁性电子材料的研制水平，提升我国在国际市场的竞争力，带动区城经济产业化，促进社会发展发挥重要作用。
宽温超低功耗软磁铁氧体磁芯
经济效益分析报告
根据客户要求，依据国家相关标准，我们自行研制生产的宽温超低功耗铁氧体磁芯，是一种高科技电子材料。
该产品具有在极宽的温度围（常温-120℃）保持材料的超低损耗，即具有很低的损耗温度系数和良好的温度稳定性；同时也实现了较高的磁导率（ui为3000±25%）的特点。
这使该材料制成的铁氧体磁芯能够很好的满足多种小型化、高性能、高可靠性功率转换应用领域的需要，特别是在近年来迅速上升的LED照明驱动逆变器、车用电子装置以及手机、平板等IT产品对铁氧体磁芯的需求上，本项目产品能够得到很好的应用，市场前景广阔。
经国家磁性材料及其制品质量监督检验中心检测后，各项性能指标全部合格，并得到市场用户的一致好评，一致认为该产品符合普通消费者的期盼，推广应用后，可取得良好的经济效益和社会效益。
根据市场需求及公司运营能力，该项目改善了软磁铁氧体磁芯的生产工艺及技术水平，项目完成后将形成国最先进的宽温超低功耗软磁铁氧体磁芯生产线，可完成软磁铁氧体磁芯1000吨/年，按每吨7万元计算，可实现销售收入6000万元，年新增销售税金及附加1100万元，年新增利润1260万元，出口创汇300万美元，当年就可收回投资。
在为政府增加财税收入的同时，还将有利于促进社会就业，可安排社会富余劳动力300人就业，经济、社会效益显著。
综上所述，该项目符合国家的产业政策，清偿能力较好，从敏感性分析来看，本项目具有一定的抗风险能力，项目可行。
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