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新型高性能金属软磁材料及其关键制备技术的开发与应用

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登记号:G20172151

所属行业:科学研究和技术服务业

学科分类:冶金机械及自动化;

关键词: 金属软磁材料 快速凝固 非晶合金

绿色分类:其他资源效率提升;

发布者:管理人员

发布时间:2013-01-31

  • 基本信息
成果名称: 新型高性能金属软磁材料及其关键制备技术的开发与应用
成果登记号: G20172151 学科分类: 冶金机械及自动化;
绿色分类: 其他资源效率提升; 项目关键词: 金属软磁材料  快速凝固  非晶合金    
推荐单位:

同济大学

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 成果所属行业: 科学研究和技术服务业
国家/地区: 上海 知识产权: 发明专利,实用新型专利,其他
简介: 点击查看
金属软磁材料由于其优异的磁性能广泛应用于国防军工和民用的电力电子领域如大功率中高频变压器、高频开关电源、电磁兼容器件、高精度电流互感器等以及磁检测与探测领域等。然而,国内高性能的金属软磁材料主要依靠进口,国外产品价格高且高度技术封锁,严重制约了我国相关国防科技和民用科技的发展。我国虽然已经研究开发出与国外相近的合金成分,但是在加工制备技术工艺上仍然与国外存在一定的差距。本项目历经近10年,在相关课题的支持下,从加工制备工艺技术的相关材料学机制研究入手,揭示加工制备工艺与材料结构和性能之间的关系,攻克关键加工制备技术难题,创新性地开发出多种高性能的金属软磁材料,实现相关材料及其关键加工制备技术的产业化,并在航天设备、民用电力电子设备、无损检测、刑事侦探等国防、经济和社会安全领域得到了应用。主要工作和创新成果如下: 1.针对铁基非晶合金材料的纳米晶化过程是一个温度敏感的多步晶化叠加的复杂动力学过程,构建了非等温方法研究非晶合金纳米晶化机理的动力学模型,阐明了典型非晶合金的纳米晶化机制。据此建立了铁基非晶合金材料的纳米晶化关键加工制备工艺技术,为铁基非晶纳米晶材料规模化生产的关键热处理工艺优化提供了可靠的理论基础和技术支撑; 2.针对常规磁场热处理的共模电感磁芯材料高频损耗大、电感较低的问题,建立了复合磁场热处理技术,开发出具有高的饱和磁化强度和起始磁导率的铁基软磁材料,实现了高性能共模电感磁芯材料的产业化; 3.针对铁基非晶材料在纳米晶化处理过程中由于晶化放热会使磁芯器件实际温度突然升高从而导致磁芯性能恶化这一规模化生产难题,建立了利用吸热体来减小由于晶化放热导致磁芯自身温度升高的热处理技术,实现铁基纳米晶软磁材料在电流互感器磁芯上应用及产业化; 4. 利用磁控溅射和电流化学镀方法制备出巨磁阻抗效应达800%以上的磁芯,成功应用于汽车电子传感器、无损检测等领域; 5.针对目前刑事侦查用磁粉主要依靠进口且价格相对较贵这一问题,通过采用固态扩散冶金及后续热处理相结合的方法,开发制备出性能优良的指纹痕迹显现铁基纳米晶磁粉,实现了铁基纳米磁粉在不同客体及不同环境条件下指纹痕迹显现的成功应用,指纹痕迹显现效果与国外进口产品相当。 经鉴定,项目成果总体水平达到国际先进水平,纳米晶化理论和热处理工艺技术在国际上具有新颖性和创造性。申请发明专利10项,授权专利6项;发表SCI收录论文40篇,其中8篇发表在金属与冶金工程领域top5杂志上。 部分成果已实现产业化,成功应用于国防、民生和社会安全领域,中国航天科工集团、上海市公安局及有关军工单位和民用企业应用了本项目的成果,具有极大的社会效益。本项目近三年新增产值6000多万元,取得了良好的经济效益。 通过本项目的实施,推进了我国在国防军工、民生以及社会安全领域相关设备器件开发和应用的技术水平,降低了对国外进口产品的依赖,促进了国防军工、民生和社会安全领域的科技实力的提升,为国防和社会的发展作出了贡献。
姓名: 程克宇 性别:
出生日期: 职务:
国籍(地区): 联系地址:
电子邮件: chengky@tongji.edu.cn
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