近日,華南理工大學機械與汽車工程學院楊超教授課題組聯合深圳大學、松山湖材料實驗室聯合發布研究成果,設計出一種具有雙凹透鏡結構的超聲流變局部自適應絕緣結構,有效解決了行業共性難題,同時實現了非晶磁粉芯中的高磁導率、低磁損耗與高直流偏置,展現了該技術在5G通訊領域的應用潛力。
隨著寬禁帶半導體器件在電力、電子、電機等5G通訊產品中的廣泛應用,小型化、高頻低損耗、高電流工作條件對非晶磁粉芯部件的性能指標提出了更嚴格的要求。如何獲得低孔隙率、低內應力的高性能非晶磁粉芯,實現其磁導率提升、磁損耗降低且直流偏置同步提升,是行業內的重大挑戰。
本研究設計出一種具有雙凹透鏡結構的超聲流變局部自適應絕緣結構,可有效緩解磁場誘導的高機械應力,提升非晶磁粉的磁化效率,同時協同其低內應力和低孔隙率的積極作用,獲得優異的綜合軟磁性能,為電感磁粉芯超聲流變一體化成型開辟了新路徑。
與傳統核殼結構非晶磁粉芯相比,局部自適應絕緣結構非晶磁粉芯磁導率提升了三分之一左右,相應的直流偏置性能從69%提高至87%。采用該結構的非晶磁粉芯制備工藝簡單、制備成本低,能夠滿足目前市場急需的高端小型化非晶電感產品的尺寸要求。
該成果以“Local adaptive insulation in amorphous powder cores with low core loss and high DC bias via ultrasonic rheomolding”為題,在Nature Communications上發表。華南理工大學博士生李泓臻為該論文的第一作者,華南理工大學楊超教授、深圳大學馬將教授、松山湖材料實驗室孫寶安研究員為共同通訊作者。