什么是納米晶？非晶是如何制備的？

一、什么是納米晶？

首先要知道什么是非晶。金屬在制備的過程中，從液態到固態是個自然冷卻慢慢凝固的過程。這個過程中原子會自行重新有規則的排列，這時形成的結構就是晶體，實際上是多晶的結構。如果在它的凝固過程中，用一個超快的冷卻速度冷卻，這個時候原子在雜亂無序的狀態，還來不及重新排列就會瞬間被凍結，這時候形成的結構就是非晶態。納米晶是在非晶態的基礎上，通過特殊的熱處理，讓它形成晶核并長大，但要控制晶粒大小在納米級別，不要形成完全的晶體，這時形成的結構就是納米晶。

二、非晶是如何制備的？

非晶的制備過程原理非常簡單，就是將母合金融化后，通過噴嘴包噴射在一個高速旋轉的冷卻輥上，瞬間冷卻形成像紙一樣薄薄的帶子，但是整個工藝實現起來難度非常大，它有幾個特點：

高溫，液態合金的溫度基本在1400℃~1500℃，瞬間凝固到接近室溫，需要極高的冷卻速度，冷卻速度達到了每秒百萬度的級別。

高速，除了冷卻速度快外，就是噴帶的速度也非?？?，30m/s，這就好比一顆子彈剛剛飛出去的速度，而要把接近子彈速度的物體抓住是非常困難的。在1988年的時候，鋼研就實現了重大技術突破，帶材噴出的瞬間就被抓住，并實現了在線自動卷取，這項技術突破上了當年中國的十大科技新聞。

高精度，噴出帶材的厚度20-30μm，非常薄，這樣的精度控制是通過噴嘴包下面的狹縫及輥嘴間距的設計實現的。

三、納米晶合金的制備方法

納米晶軟磁合金是非晶態帶材通過特殊的熱處理工藝實現的。首先把具有特定成分的非晶態帶材放進熱處理爐里通過定向控制生成100納米以內的晶粒，實際上形成的是非晶和納米晶的混合結構。

四、納米晶合金的優點

納米晶和鈷基非晶、鐵氧體相比，它具有飽和磁感高，可以減小磁性器件體積。磁導率高，損耗小，矯頑力小，可以降低磁性器件損耗，因此，納米晶合金是高頻電力電子應用中的最佳軟磁材料。

五、納米晶合金的特性

當前無線充電Qi標準的頻率在100-200k之間，在此頻率下，納米晶的磁導率和鈷基非晶的磁導率非常的接近，明顯高于鐵基非晶和鐵氧體，而損耗卻恰恰相反，明顯低于鐵基非晶和鐵氧體。

納米晶在溫度應用方面也有優勢，納米晶不僅在應用溫度比鈷基非晶和鐵氧體都要寬外，在-40℃-120℃范圍內，納米晶的穩定性也明顯優于鐵氧體。

在磁性材料設計方面納米晶也具備明顯的優勢，納米晶可以定向控制磁導率和抗飽和磁場。納米晶的磁導率可在1000-30000內隨意可調。磁性材料的設計，要求在特定的工作電流下，不要達到磁飽和，一旦達到磁飽和，就會停止工作，納米晶可調抗飽和磁場可達30~350A/m，使得無線充電的應用范圍更寬。無線充電用導磁片是定制化產品，每一個項目的要求都不同，從2015年至今，安泰已經做了不下十余款量產產品，沒有一款性能要求是相同的，都需要特殊的設計和匹配。無線充電模組就好比是為手機精心設計的一把鎖，納米晶導磁片就好比是打開這把鎖的鑰匙，一把鑰匙配一把鎖，納米晶可實現最佳匹配。

六、幾種

鐵基納米晶與鐵基非晶、鈷基非晶、鐵氧體之間的比較：

飽和磁通密度：鐵基納米晶除了比鐵基非晶略低一點外，明顯優于鈷基非晶和鐵氧體；

在矯頑力、初始磁導率、飽和磁致伸縮系數、居里溫度、性能變化率等方面納米晶全面優于其他材料，因此，納米晶是最佳的軟磁材料。

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