块体非晶软磁材料
非晶材料具有优良的力学性能，如 Fe80B20非晶的断裂强度达3629MPa,而 纳米微晶材料通常呈现脆性，给应用带 来不便。上述的非晶与纳米微晶软磁材 料其冷却速度均大于105C/s，因此只能 制备成厚度低于100μm的薄带，要制备 厚的块体非晶材料，必须降低临界冷却 速度，以致能从液相直接制备成块体非 晶。通常多组元合金熔点低于二元合金， 目前研究的体系大致上为：
SmFeN; SmFeC； 1:12; 3:29;
纳米复合稀土永磁（BH)m(理论） >800（kJ/m3)，1988年－？？
工艺：速凝；氢爆；双合金
稀土永磁薄膜
MEMS；传感器等应用中要求微米级膜厚的永磁薄膜。 薄膜永磁材料：永磁铁氧体；MnBi; MnAlC; R-Co;
NdFeB; Pt-Co/Fe ---通常采用磁控溅射;激光沉积等工艺制备。
锆基（ZrAlTM); 铝基（AlRTM);
镁基（MgRTM); 钯基（PdNiP)等。
最近Chin TS在YFeB三元系中发现有很 好软磁性能的块体非晶组成，
如Y4Fe76B29的Js＝1.56T。
软磁颗粒膜
非晶、纳米晶软磁材料因低电阻率的禀性只能应用 在低频段，为了增加电阻率以利于高频段的应用， 可采用磁性颗粒镶嵌在绝缘的薄膜(氧、氮、碳等 化物）中而构成软磁颗粒膜，例如：
磁性材料的最新进展
都有为
南京大学
磁性材料的分类
1。按物理性质分类 a）. 静磁特性：永磁；软磁；矩磁；磁记录（介质、磁头） b）. 交叉耦合效应：磁光；磁热；磁致收缩；旋磁； 吸波； 反常霍尔效应；铁电/铁磁；GMI c）.与自旋相关的输运性质：自旋电子学材料
2。按化学组成分类 金属（合金）；无机（氧化物）；有机化合物
90年代 块体非晶
非晶磁性合金分三类： 1。 【过渡金属－类金属(B,C,Si,P)】合金,如:FeSiB 2。【稀土－过渡族】合金,如：NdFeB 3。【过渡族－过渡族】合金，如FeZr(B),CoZr(B) 纳米微晶软磁材料系列：
年代 牌号 组成
1988 FINEMET
Fe73.5Si13.5 B9Nb3 Cu1
3。矫顽力 Hc ：晶体结构，K， 显微结构 单畴： 磁晶各向异性：Hc ～ K/ o Ms , BHc Br o Ms 形状各向异性： Hc ～ NMs
4。磁能积 （BH)m （BH)m（理论）＝oMs2/4
第一代 第二代 第三代 第四代
稀土永磁
SmCo5 Sm2Co17 Nd2Fe14B
?
晶体结构
CaCu5型六 六角或菱 四方晶系 低对称晶
角晶系
方结构
系
Js(T)＝ oMs 1.14
1.25 1.6
1.8
Tc (oC)
727
920
320
>300
HA(T)
25-44 6.5
7
7
(BH)m(kJ/m3) 200(259)* 250(310) 462(512) 600
*(--)(BH)m理论值。
3。电力工业用的软磁材料
牌号
f(kHz)
功率铁氧体
PW1(PC30) PW2 ( PC40) PW3(PC44) PW4(PC50) PW5
15~100 25~200 100~300 300~1MH 1~3MHz 发展趋势：高频，低损耗，宽温
金属纳米微晶软磁材料
年代
70年代
金属软磁材料 非晶
80年代 纳米微晶
(FeSiCuNbB)
1990 NANOPERM
Fe90Zr7B3 (Fe-M-Cu-B)
2019 HITPERM
(Fe,Co)88M7B4Cu1 M= Zr,Nb,Hf,Ta
μe (f=1kHz)
据随机各向异性模型：交换相关长度 Lex = (A/<K>), <K> ~K1 /N1/2 (N-交换作用范围内的晶粒数)。
%
10
（1975－2019）年“Magnetic materials” SCI论文百分数
8
6
4
2
0 1975
1980
1985
1990
年年
1995
B
370篇
2000
2005
据Web of Science检索（1975－2019）年间，共发表”Magnetic materials”论文3874篇， 分布如图，“Magnetism” 论文12813篇。1228篇（Magnetic material)
NdFeB
-1 .2
-6
-4
-2
0
2
4
6
H (T) 0
软磁材料
软磁材料是应用最广，品种丰富的一类磁性功能材料，主 要产品分三类
1。高磁导率材料: μi>10000， 电感元件；抗电磁干扰（EMI)；滤波器；宽带脉冲变压器 2。低功耗材料 ：高饱和磁通密度，宽频、宽温、低损耗
开关电源变压器; 变压器
稀土永磁
第三代稀土永磁
(1983)
第一，二代稀土永磁
(1967—1975)
第一代SmCo5 (60年代）；第二代Sm2Co17 (70年代）；
第三代 Nd2Fe14B(80年代）；第四代稀土永磁？
永磁材料基本磁性
1。饱和磁化强度 Ms，Tc : 组成，磁结构
2。剩磁 Br ：取向，密度 Br = o p Ms f . p- 孔隙率； f－取向度 f=1/2 –各向同性 f＝1 －各向异性，理想取向。
3。按维度分类 纳米（零维；一维；二维）；微晶；非晶；块体
4。按磁结构分类：铁磁；亚铁磁；反铁磁；超顺磁 5。按应用分类：。。。隐身；磁制冷；磁传感器；MEMS。。。
Global market for magnetic materials the total in 2019 was about 30b$.
Co(Fe)-Al(Zr)-O; Co-Pd-Al-O; CoFeB-SiO2 ; (Fe,Co)-M-O 其工作频率可高达千兆赫频段，见下图 软磁颗粒膜可应用于：射频电感器；超高密度磁记 录磁头；微型高频滤波器颗粒包裹SiO2后再包裹一层非 晶碳，化学稳定性很好，比饱和磁化强度 可达200Am2/kg,频率曲线十分平坦。
SmCo5 ~ 160kJ/m3 ; Sm2Co17 ~ 136kJ/m3； NdFeB ～ 240kJ/m3； （ Pt/Fe）n ~ 320kJ/m3
J (T )
1.2 470oC d ep o sitio n + 590oC an n ealin g
0 .6
0 .0
film // film
-0 .6