纳米晶软磁合金及制品应用开发

编号：2007121                                                    获奖等级：壹级

完成单位：钢铁研究总院

完成人：周少雄、卢志超、李德仁、王六一、李俊义、刘宗滨、丁力栋、韩伟、张志英、

        张宏浩、李健靓、张亮、张俊峰、周谦莉、阎仲亭

项目简介：

    纳米晶软磁合金及制品属于材料科学技术领域中金属材料的制备技术及应用范畴。纳米晶软磁合金是八十年代末在非晶合金基础上发展起来的高技术新材料。它的制造方法采用了先进的快速凝固技术，由钢液一步喷制厚度小于30微米的非晶带材，再经过适当热处理获得晶粒尺寸约10纳米的超微晶结构，具有制备工艺流程短、节约能耗的显著特点。它的性能兼备了传统软磁材料的优点，如高磁感应强度、高磁导率、高电阻和低损耗，因此被誉为新一代软磁材料。纳米晶合金的重要应用之一是制作各类高频电源磁芯和电感器件，满足电力、电气和电子设备向小型、高效、高精度和节能方向发展的迫切需求。纳米晶软磁合金不但具有优异的综合软磁性能，还表现出一些特殊的物理效应，尤其是最近发现的巨磁阻抗效应，为开发高灵敏度磁敏和力敏传感材料提供了新途径。纳米晶合金制品的最大优势在于小型、高效、节能，环境和节能效益十分显著，具有极大推广应用前景。

    在产业化技术开发方面，突破了纳米晶软磁合金超薄带的压力控制铸带技术、辊嘴间距在线测控技术、喷嘴调偏技术、带材厚度偏差快速测量技术及纳米晶卷绕铁芯连续化生产技术等关键制造技术，建成了具有自主知识产权的有特色、有创新的双包连铸、全程气氛保护、连续化生产的纳米晶带材生产线和纳米晶卷线铁芯生产线，已达到国际先进水平。建成的纳米晶软磁合金带材生产线的生产能力达到500吨/年，生产带材厚度小于22微米，可纵向辊剪，带材的表面质量、韧性和致密性显著提高。建成的纳米晶卷线铁芯生产线的生产能力达到3000万只/年，铁芯叠片系数达到0.85以上。项目成果自2004年，累计销售收已达到2.8亿元。

    在应用基础研究方面，开发出具有自主知识产权的高灵敏度巨磁阻抗纳米磁敏传感材料和巨应力阻抗纳米力敏传感材料，解决了材料后处理过程中的脆化问题，其中，纳米力敏材料的最大阻抗变化率为417%、应变因子为6214，纳米磁敏材料的最大阻抗变化率为614%、灵敏度为4.2%/A/m，这些结果均居目前世界领先水平。项目突破了高灵敏度和快速响应纳米力敏、磁敏传感器的专用制造技术和系统集成技术，开发出具有自主知识产权的集成化纳米磁敏传感器，产品的主要技术指标已达到或超过国外同类产品水平，推广应用前景广泛。

    在纳米晶共性技术支撑平台方面，建成了纳米晶合金及制品的分析检测平台和信息数据库，制订发布了3项国家标准和3项企业标准，为发展纳米晶合金及制品提供了技术支撑。