想象一下,微小的磁鐵可以為全世界提供動(dòng)力,悄無(wú)聲息地開(kāi)啟和關(guān)閉手機(jī)、汽車甚至電網(wǎng)中的能量,這些材料被稱為軟磁材料。然而,隨著設(shè)備的運(yùn)行速度加快、效率更高,傳統(tǒng)材料難以滿足現(xiàn)代設(shè)備的高頻需求,因此需要使用非晶軟磁復(fù)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(qiáng)能力,如低功耗和靈活的設(shè)計(jì),使它們?cè)诟哳l處理方面非常高效。然而,它們的磁化強(qiáng)度比不上傳統(tǒng)材料。因此,研究人員希望在磁力和柔軟度之間實(shí)現(xiàn)*平衡。對(duì)于未來(lái)的電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō),這是一個(gè)值得解決的難題。
雖然ASMC速度很快,但它們的磁力不是很強(qiáng)。這就像一輛發(fā)動(dòng)機(jī)性能較弱的賽車,速度很快,但還不夠強(qiáng)勁。據(jù)外媒報(bào)道,中國(guó)松山湖材料實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)利用“臨界狀態(tài)(critical state)”方法來(lái)解決這一問(wèn)題。想象一下,在這些材料上施加旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),就像陶工塑造粘土一樣。這有助于使它們少量結(jié)晶,從而在內(nèi)部產(chǎn)生微小的、超高效磁性區(qū)域。
其結(jié)果是產(chǎn)生了一種兼具磁性、強(qiáng)度和效率的材料。這種“臨界狀態(tài)”ASMC具有以下特點(diǎn):
• 高磁力:就像一臺(tái)強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)
• 低能耗:如同節(jié)能型汽車一樣
• 高頻率工作:緊跟*新技術(shù)
這一發(fā)現(xiàn)僅僅是一個(gè)開(kāi)始。目前,研究人員致力于使用不同的涂層和成型技術(shù),以進(jìn)一步改進(jìn)ASMC并探索新的材料。
柯海波教授表示:“這種構(gòu)建臨界態(tài)非晶合金的策略有助于開(kāi)發(fā)新型ASMC,促進(jìn)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展,特別是在高頻領(lǐng)域。未來(lái),一方面可以通過(guò)工藝優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)高磁導(dǎo)率、低磁芯損耗、高磁化強(qiáng)度和高應(yīng)用頻率的協(xié)同作用,例如使用新型涂層(磁性和絕緣)和新的壓實(shí)技術(shù)。另一方面,開(kāi)發(fā)新的粉末成分和調(diào)整固有微結(jié)構(gòu),如有序調(diào)制策略和納米復(fù)合材料工程,有助于打破‘磁性強(qiáng)度’(飽和磁化)和‘磁塑性’(矯頑力/磁芯損耗)之間的權(quán)衡!
研究人員認(rèn)為,開(kāi)發(fā)高性能ASMC和全軟磁材料完全是有可能的,研究領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)展了一些活動(dòng),以促進(jìn)電力電子領(lǐng)域的變革,特別是第三代半導(dǎo)體相關(guān)器件。這些進(jìn)展將有助于實(shí)現(xiàn)更高效的電子產(chǎn)品,*終為高頻未來(lái)提供動(dòng)力。