近来，我国科学院东莞资料科学与技能研讨所/松山湖资料实验室研讨员柯海波、汪卫华团队提出“原位纳米磁性氧化物界面工程+超低压力成型”一体化制备战略，将粉末外表氧化“缺点”转化为优势——经过可控原位氧化，在纳米非晶粉末外表自发构成厚度约2纳米的超薄磁性氧化物壳层。相关效果发表于《资料科学技能（英文版）》（Journal of Materials Science & Technology
在电力电子、5G/6G通讯、AI服务器及新能源轿车等范畴迅猛发展的布景下，电子元器材正朝高频化、大功率、小型化和低能耗方向演进。作为中心功用资料，软磁资料承当能量转化与信号传输的要害人物。但是，传统软磁资料各有短板：硅钢高频损耗急剧攀升；铁氧体虽高频损耗低，但饱满磁感应强度缺乏，难以支撑大功率和小型化需求。怎么让一种资料一起具有高饱满磁化强度、高频安稳磁导率和低损耗，成为该范畴长时刻寻求的方针。
非晶基软磁复合资料因兼具非晶合金的高电阻率和磁性组元的优异磁呼应，被视为破解难题的期望地点。但长时刻以来，其功能提高受制于三重对立：其一，传统雾化微米级非晶粉末受限于非晶构成才能与铁含量的彼此约束，饱满磁化强度难以打破，微米尺度又易引发较强涡流损耗；其二，为按捺颗粒间涡流并安稳磁导率，一般需包覆非磁性绝缘层，但这会稀释磁性相，导致饱满磁化强度下降；其三，传统制备流程触及粉末制备、绝缘包覆、高压成型和高温退火等多步工序，各环节彼此控制，易引起绝缘层损坏、内应力会集或非晶基体晶化等问题。
聚集上述应战，研讨团队在国家自然科学基金、广东省要点研制方案等项目赞助下展开了一系列立异探究。此前，团队已取得两项重要发展：经过引进纳米级Fe4N相，将饱满磁感应强度提高至约226 emu/g，打破惯例依靠α-Fe相分出提高的理论极限；提出外表纳米工程的包覆改性思路，完成磁导率与损耗的协同优化。在此基础上，团队提出“原位纳米磁性氧化物界面工程+超低压力成型”一体化制备战略。该壳层既能有用隔绝颗粒间涡流通道，又因其磁性实质而不发生明显磁稀释效应，从界面层面化解了绝缘与磁功能彼此约束的中心对立。
据介绍，研讨团队选用化学还原法制备出粒径细微的nano-FeB非晶粉末，因为粉末极细且界面丰厚，仅需100 MPa的超低成型压力就可以取得细密块体，无需传统工艺中数GPa的高压和后续高温退火去应力处理，将本来繁复的四步流程缩短为两步，大幅度降低了能耗和时刻本钱。
nano-FeB粉末的饱满磁感应强度高达约172 emu/g，远超惯例雾化铁基非晶粉末系统。其软磁复合资料在高达约85 MHz的频率范围内仍能坚持磁导率安稳，品质因数到达约105（对应峰值频率约80 MHz），优于绝大多数已报导的微米粉末基软磁复合资料；在100 kHz下的损耗亦优于传统系统。更值得一提的是，该资料抗压强度较传统FeSiBCCr软磁复合资料（经树脂包覆、2 GPa约束和退火）提高约2倍，器材执役可靠性大幅增强。
这些优异功能的物理机制在于超细粒径与很多界面的协同效应。纳米颗粒之间布满的空地构成强退磁场，有用按捺高频下磁导率的快速衰减；金属内核与表层磁性氧化物的界面处生成定向内建电场，约束电子沿笔直界面方向传导，然后明显削弱高频涡流损耗。两者一起效果，使资料在高频下兼具安稳磁导率与低损耗。
该研讨为开发小型化、高频、低损耗的新式软磁器材供给了全新规划思路，在高速开关电源、射频电感、车载功率磁元件及AI服务器供电模块等前沿使用场景中具有宽广远景。
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