| 如何控制磁各向异性以调控磁器件电磁特性一直是促使其满足电力电子行业多元化 应用场景发展需求的重要手段。项目针对常规磁场热处理工艺生产效率低、非晶纳米晶磁器件高频（f＞100kHz）磁导率低且频率特性差、低导磁非晶纳米晶磁器件抗直流线性度差及其高频损耗高等问题，在开发隧道式一步法高效连续磁场热处理和恒张力退火装置基础上，系统探析了磁各向异性控制参数对非晶纳米晶合金相结构演变及其磁器件电磁特性的作用机制，形成了高频低损耗高导磁共模电感和低导磁抗直流精密互感器两款高性能磁器件的成套规模化制备关键技术，并实现了产业化。基于此，项目研究工作取得的重要进展和重要成果如下所述：
（1）基于磁各向异性控制工艺设计思路，开发了工业规模化用一步法连续高效隧道式磁场热处理和恒张力退火设备，并结合工业试验，形成了成套的生产技术参数。其中，对于隧道式磁场热处理，以0.05m/min的典型不锈钢笼车移动速度计算，其生产效率相比于常规真空+气氛横磁工艺提高了近76%，利于非晶纳米晶共模磁芯产品成本的降低，相关产品获广东省制造业单项冠军产品及广东省高新技术产品等荣誉称号；
（2）结合磁滞损耗分离模型的建立，系统研究了连续磁场热处理工艺（TFA）下热处理温度Ta及磁场加载强度Ha对非晶纳米晶合金的动态磁畴结构、感生磁各项异性常数Ku、显微组织与高频磁性能的作用关系。结果表明：与其它工况相比，Ha=0.12T，Ta=798K时，相应共模磁芯产品在f=100k时的磁导率μ100kHz值由20800提至42300，总损耗P0.2T,100kHz值和矫顽力Hc值分别由32.28 W/kg降至16.4 W/kg，0.57A/m降至0.42A/m，利于磁器件小型化和高频应用。
（3）系统研究了恒张力退火温度制度及恒张力大小σ对磁器件非晶材料纳米晶化行为、感生磁各项异性常数Ku及其软磁性能的影响规律，结果表明：与其他σ值工况相比，σ=49.1~57.8 Mpa工况下，相应电流互感器产品在宽叠加磁场（0~800A/m）和宽频率（1kHz~1MHz）范围内表现出优异恒导磁性能（μe=1058.63，有效磁导率μe衰减率＜3%），总损耗P0.5T,20kHz值由35.712.3 W/kg降至12.3 W/kg，利于制备高精度、低能耗的电流互感器。
（4）基于非晶纳米晶磁芯产品可靠性控制研究，结合实际生产，形成基于磁各向异性调控的高频高导磁和低导磁抗直流两款非晶纳米晶磁器件产业化的成套生产关键技术。
基于以上研究，项目开发的高频高导磁非晶纳米晶共模磁芯、抗直流非晶纳米晶电流互感器两款产品综合软磁性能经第三方检测（中国赛宝实验室）后达到了项目预定技术指标；项目研究团队发表项目相关期刊论文6篇（其中SCI收录论文4篇），授权专利4件（其中发明专利1件），申请专利8件（其中发明专利3件），开发了高频高磁导率低损耗非晶纳米晶共模磁芯产品1个；形成了2个非晶纳米晶磁芯产品生产相关新工艺。其中，对于共模磁芯产品，与常规的横磁热处理工艺相比，本项目开发的一步法连续高效隧道式磁场热处理工艺生产效率大幅提升，生产的共模磁芯具有高频高磁导率（μ＞38000@f=100kHz）、低损耗（P0.2T,100kHz＜20 W/kg）等优异特性，以在高频电子电路中起滤波作用；生产的电流互感器具有恒导磁（μe~f@1-1000 kHz、μe~H@0-800 A/m的衰减率均＜3%）低损耗（P0.5T,20kHz＜15 W/kg）等优异特性，以用于电子设备和电网中不对称电流或大直流分量电流的精确测量。
目前，项目的相关产品代表性客户主要包括：阳光电源、小鹏汽车、深圳京泉华、顺络电子、厦门汇科电子、日本Tokin电子，中国台湾台达电子等国内外电子信息、新能源及电动汽 车产业领域知名企业，具有显著经济和社会效益。
综上所述，本项目的顺利开展拓展了对铁基非晶纳米晶磁芯综合软磁性能调控机制的认识，也进一步推动了铁基非晶纳米晶磁芯产品在下游电力电子领域客户中的市场化应用。 |
