軟磁鐵氧體材料的市場(chǎng)發(fā)展

近年來(lái)，電子產(chǎn)品向輕、薄、短、小方向的發(fā)展，對(duì)軟磁鐵氧體材料的性能提出了更高的要求，其中高磁導(dǎo)率錳鋅材料是隨著市場(chǎng)發(fā)展變化最快，市場(chǎng)前景最好的材料之一。高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料主要用于電子電路寬帶變壓器，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)、局域網(wǎng)(LAN)、寬域網(wǎng)(WAN)、背景照明等領(lǐng)域的脈沖變壓器，抗電磁波濾波器等領(lǐng)域。這些領(lǐng)域的磁芯基本上是在弱場(chǎng)下工作，這時(shí)材料的高磁導(dǎo)率就會(huì)顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。

1、首先，材料的磁導(dǎo)率較高時(shí)，較少的線圈匝數(shù)就可以獲得需求的電感量，進(jìn)而有效地降低線圈的直流電阻及由其引起的損耗。

其次，使用磁導(dǎo)率高的材料能明顯減小變壓器的體積，有利于器件和系統(tǒng)的小型化、輕量化。這些特點(diǎn)順應(yīng)了電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，目前其產(chǎn)量已占全部軟磁鐵氧體總產(chǎn)量的25%以上。

隨著通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，其市場(chǎng)需求以年均20%以上的速度高速增長(zhǎng)。因此，國(guó)內(nèi)外相關(guān)企業(yè)對(duì)高磁導(dǎo)率MnZn鐵氧體的研究都非常重視，研究成果不斷涌現(xiàn)。材料研究進(jìn)展早期高導(dǎo)材料的發(fā)展只是片面追求高磁導(dǎo)率和一定的居里溫度。然而，這種材料在實(shí)際中的應(yīng)用十分有限，應(yīng)用市場(chǎng)大量的需求要求材料不僅要具有高的初始磁導(dǎo)率，同時(shí)必須具有良好的溫度性、頻率特性、低的損耗、高的阻抗和良好的疊加性能等。這就要求在提高磁導(dǎo)率的同時(shí)，兼顧其他性能參數(shù)，使材料性能達(dá)到一個(gè)很好的平衡。

高磁導(dǎo)率領(lǐng)域的研究已經(jīng)從簡(jiǎn)單的追求高磁導(dǎo)率方面轉(zhuǎn)移到提高綜合性能來(lái)，這是當(dāng)前高磁導(dǎo)率鐵氧體的發(fā)展趨勢(shì)，其市場(chǎng)需求具有以下一些顯著特征： 

①普遍的寬溫要求目前，市場(chǎng)需求對(duì)許多材料性能都提出了寬溫的要求。磁導(dǎo)率具有寬溫特性?，F(xiàn)代通信設(shè)備的戶外設(shè)施，如中繼器、增音機(jī)、微波接力站、海底電纜、光纜水下設(shè)備等，不僅要求耐高溫，還要承受嚴(yán)寒，要求通信設(shè)備都能可靠穩(wěn)定地工作。因而很多客戶都要求材料在-40～+80°C，甚至到125°C的寬溫范圍，電感都能滿足要求，這就要求材料從低溫到高溫都具有很高的磁導(dǎo)率。

②具有高居里點(diǎn)。這種材料主要應(yīng)用在汽車電子中，由于汽車內(nèi)的特殊條件，要求工作溫度在-50～+150℃，一般高磁導(dǎo)率材料的居里溫度很難達(dá)到這么高。

③阻抗具有寬溫特性。對(duì)用于抗電磁干擾的器件共模扼流圈來(lái)說(shuō)最重要的一個(gè)元件指標(biāo)是阻抗，一些客戶要求材料在很寬的溫度范圍內(nèi)阻抗都能夠滿足要求。 

④低諧波失真(THD)具有寬溫特性。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，xDSL調(diào)制解調(diào)變壓器得到了廣泛的應(yīng)用。這類材料的磁芯要求具有低的THD.現(xiàn)在許多下游企業(yè)對(duì)磁芯THD的要求，不再僅僅局限在常溫，往往要求材料在-20℃，甚至更寬的溫度范圍內(nèi)的都能滿足要求。

⑤高直流疊加具有寬溫特性。 

2.低諧波失真(THD)要求。近年來(lái)，通信技術(shù)快速發(fā)展，xDSL(包含非對(duì)稱數(shù)字用戶線ADSL和對(duì)稱數(shù)字用戶線SDSL)技術(shù)得到廣泛引用。對(duì)用來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離、阻抗匹配和高低通濾波功能的高磁導(dǎo)率鐵氧體磁芯的需求量越來(lái)越大，同時(shí)對(duì)鐵氧體磁芯提出了更高的要求。為了在信號(hào)傳輸過程中減小波形失真，減少傳輸錯(cuò)誤，延長(zhǎng)傳輸距離，要求變壓器具有低的總諧波失真。

總諧波失真與磁芯材料的性能、磁芯的幾何形狀和變壓器的設(shè)計(jì)直接相關(guān)。其中與磁芯材料性能相關(guān)的指標(biāo)是比磁滯損耗系數(shù)ηB，它表征鐵氧體材料在一定磁通密度變化情況下的損耗特性。國(guó)內(nèi)外廠家都十分重視這一市場(chǎng)，并積極應(yīng)對(duì)，開發(fā)出了各自相應(yīng)的低THD材料。

3.直流疊加要求隨著局域網(wǎng)(LAN)大規(guī)模發(fā)展，100Mbps的傳輸速度成為主流，為了達(dá)到器件的小型化和薄型化，滿足直流偏置情況下電感的要求，需要大量具有良好疊加性能的鐵氧體磁芯。在這方面TDK公司先開發(fā)出了DN45材料，μi=4500±25%，其使用溫度在0～70℃之間，與傳統(tǒng)的HP5材料(5000±25%)相比，其直流疊加特性提高30%以上。隨后，隨著寬溫要求的提出，該公司又開發(fā)出了能工作在-40～85℃的DNW45新材料，其μi=4200±25%，與DN45相比，其直流疊加特性又提高23%。

4.高阻抗要求電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得電磁污染問題日益突出。為了限制電磁干擾的危害，許多國(guó)家都對(duì)電子產(chǎn)品制定了電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，要求電子設(shè)備本身抗電磁干擾要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)周邊的電磁干擾必須限制在一定程度。這就需要大量的抗電磁干擾磁芯，其最重要的元件指標(biāo)就是阻抗。吸波材料在電磁干擾上也起到了重要作用，使電磁兼容測(cè)試更容易通過，而且方便快捷簡(jiǎn)單，貼上吸波材料即可。

此外，越來(lái)越多的客戶還要求材料具有高的穩(wěn)定性，主要包括： 

1)應(yīng)力穩(wěn)定性，要求材料在由于繞線，封裝，壓簧等使用過程產(chǎn)生應(yīng)力后電感的跌落要小;

2)時(shí)間的穩(wěn)定性，要求材料減落系數(shù)要小;

3)溫度穩(wěn)定性，要求溫度系數(shù)、抗熱沖擊能力等滿足要求;

4)磁場(chǎng)穩(wěn)定性，包括弱磁場(chǎng)下品質(zhì)因數(shù)Q值和比磁滯損耗系數(shù)ηB的穩(wěn)定性等。

(本文轉(zhuǎn)自大比特)