【正文】 擾聯(lián)結(jié)材料② 平面化材料③ 吸波材料（7） 新材料器件CAD設(shè)計(jì)及制造工藝。有關(guān)兩單位情況見本報(bào)告第一章第三節(jié)。（2）預(yù)計(jì)成果產(chǎn)出的可靠性。（1）預(yù)計(jì)成果產(chǎn)生形式。 2002年我國磁性材料設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)共開發(fā)了22項(xiàng)新產(chǎn)品，這些新產(chǎn)品大多是中高檔鐵氧體生產(chǎn)線需要的設(shè)備，有些設(shè)備是和國外廠商合作生產(chǎn)的，達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。 目前，國內(nèi)磁性材料主要工裝設(shè)備基本上都能國產(chǎn)化生產(chǎn)，少數(shù)關(guān)鍵設(shè)備在性能和質(zhì)量上與發(fā)達(dá)國家還有一定距離，如鐘罩爐、全自動(dòng)壓機(jī)、全自動(dòng)多工位磨床、注塑成型機(jī)、模夾具等。目前國內(nèi)外原輔材料的供應(yīng)情況能保證項(xiàng)目的實(shí)施，在2005年十五計(jì)劃完成后，我國用于軟磁鐵氧體的三氧化二鐵產(chǎn)量將達(dá)到10萬噸、四氧化三錳達(dá)4萬噸，其它原輔材料也能得到保證。三、項(xiàng)目組建的可行性技術(shù)可行性 生產(chǎn)軟磁鐵氧體的原料主要有三氧化二鐵、四氧化三錳、氧化鎳、氧化鋅、氧化鎂等。 進(jìn)一步增強(qiáng)本公司的實(shí)力，穩(wěn)固在全國磁性行業(yè)的領(lǐng)先地位組建磁性工程技術(shù)研究中心，可使某晶石集團(tuán)公司下屬二大磁性生產(chǎn)企業(yè)——某斯貝爾磁性材料有限公司、某晶石磁性電子器件有限公司的技術(shù)創(chuàng)新能力得到跨越性的提升，并能將磁性材料科技成果進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，大幅度提高公司的產(chǎn)品檔次、工藝技術(shù)、人員素質(zhì)和管理水平，從而確保公司在國內(nèi)外激烈的市場競爭中取得優(yōu)勢地位，以質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、科技含量高的產(chǎn)品贏得國際國內(nèi)的商機(jī)。例如某晶石集團(tuán)公司下屬的某斯貝爾磁性材料有限公司生產(chǎn)的高BS、高磁導(dǎo)率、低功耗錳鋅鐵氧體磁芯，大量應(yīng)用于節(jié)能燈、汽車電子等方面，這同時(shí)帶來市場廣闊的發(fā)展，形成強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)鏈條。通過中心在信息采集、標(biāo)準(zhǔn)化研究、檢測咨詢、人才培訓(xùn)等方面的工作，可有力地促進(jìn)我省磁性行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和科技創(chuàng)新，提升我省磁性行業(yè)的市場競爭能力。通過中心建設(shè)，可為省內(nèi)同行提供一個(gè)良好的人才培訓(xùn)基地，并設(shè)想在三年內(nèi)建設(shè)企業(yè)博士后工作站，通過高層次人才培養(yǎng)，為我國軟磁鐵氧體行業(yè)的發(fā)展增添后勁。并為制訂和完善優(yōu)化我國的磁性材料國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)和載體。充分發(fā)揮高性能磁芯材料的作用效能，擴(kuò)大磁性器件應(yīng)用領(lǐng)域，促進(jìn)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。c、作為抗電磁干擾材料的軟磁鐵氧體材料和產(chǎn)品，是國家強(qiáng)制推廣的應(yīng)用產(chǎn)品，1996年歐盟就強(qiáng)制執(zhí)行了抗電磁干擾法規(guī)，任何不符合抗電磁干擾要求的通訊儀器設(shè)備或家用電器不得進(jìn)入市場，我國也即將開始強(qiáng)制執(zhí)行此法規(guī)，應(yīng)用前景十分廣闊，研究開發(fā)抗電磁干擾材料是本中心研究開發(fā)的其中一個(gè)主題。項(xiàng)目組建后對(duì)我省的意義組建以某晶石集團(tuán)公司為載體的某磁性工程技術(shù)研究中心，就是針對(duì)國內(nèi)磁性材料和產(chǎn)品研究開發(fā)、檢測等手段落后和資源集成度的不夠，加大軟硬件投入，集成一批磁性材料和產(chǎn)品研究專家，建設(shè)國內(nèi)一流的磁性材料研究、開發(fā)和檢測平臺(tái)，其主要意義集中體現(xiàn)在下列幾個(gè)方面： 促使我省磁性行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力在國內(nèi)領(lǐng)先本中心主要研究和開發(fā)方向是：a、以兩高一低為方向的功率鐵氧體系列材料及工藝開發(fā)，如高頻功率鐵氧體的PC4PC50材料，10000～20000的高磁導(dǎo)率材料，HV45低功耗材料等，以滿足近年來電子信息技術(shù)、汽車電子、儀器儀表和新型綠色照明發(fā)展的要求。（6）開發(fā)能適應(yīng)高頻化、數(shù)字化、集成化的磁性器件設(shè)計(jì)技術(shù)，深入研究分布參數(shù)對(duì)新型高性能磁性器件的影響規(guī)律和控制技術(shù)。形成完整的適應(yīng)小型平面化、集成板式化產(chǎn)品制造的材料及工藝。通過工藝研究和專用設(shè)備的研究，使單一規(guī)格產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。（3）高μ材料的配方添加劑技術(shù)，頻率和溫度穩(wěn)定性的提高，工藝一致性和穩(wěn)定性的改善問題。（2） 制訂消除應(yīng)力和缺陷的燒結(jié)工藝。因此，從技術(shù)需求的角度來看，建立某磁性工程技術(shù)研究中心是十分迫切的。d、人才缺乏、科研經(jīng)費(fèi)短缺是我國磁性企業(yè)所面臨的一大困難，與國外先進(jìn)企業(yè)相比，我們的磁性企業(yè)普遍缺乏具有創(chuàng)新能力的技術(shù)人才，并且人才培養(yǎng)機(jī)制落后，科技經(jīng)費(fèi)投入不足，對(duì)制備工藝技術(shù)缺乏深入的研究，這不利于磁性行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新。b、工藝技術(shù)與國際先進(jìn)水平相比有較大差距，高頻低損耗材料、高μ材料、抗干擾材料等許多品種的質(zhì)量與國際先進(jìn)水平相比尚存在較大差距，沒形成完整的系列化產(chǎn)品，難以生產(chǎn)出小、輕、薄的高性能產(chǎn)品。產(chǎn)品檔次低和質(zhì)量差的問題?，F(xiàn)在，中國磁性材料工業(yè)在產(chǎn)量方面已經(jīng)初具規(guī)模，中低檔產(chǎn)品占據(jù)了較大的國際市場，但在高檔產(chǎn)品方面還沒有形成較強(qiáng)的實(shí)力，缺少國際競爭能力。預(yù)計(jì)在“十五”計(jì)劃期間，約年需求永磁鐵氧體15萬噸，軟磁鐵氧體8萬噸，平均年增長率達(dá)15%左右。尤其是電子信息技術(shù)由低頻恒頻向高頻變頻發(fā)展，由模擬向數(shù)字發(fā)展，由插針集中參數(shù)向表貼分布參數(shù)發(fā)展的趨勢對(duì)磁性材料提出了更高的能滿足上述三個(gè)發(fā)展變化的技術(shù)需求，這種需求正是軟磁鐵氧體技術(shù)發(fā)展的牽動(dòng)力和推動(dòng)力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅珠江三角洲地區(qū)磁環(huán)年需量30億只左右，磁芯約2億只，美國的PULSE，臺(tái)商YCL等在大陸辦廠的企業(yè)用量也比較大，僅美國PULSE公司一年要用1億美元進(jìn)口高磁導(dǎo)率鐵氧體系列產(chǎn)品，還有國內(nèi)華為、中興、大唐、東方通訊等程控交換機(jī)生產(chǎn)廠，也需要高檔次軟磁鐵氧體產(chǎn)品代替進(jìn)口產(chǎn)品。對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展、人民生活提高、國防現(xiàn)代化等起著至關(guān)重要的戰(zhàn)略作用。（7）對(duì)磁性材料的電磁性能與顯微結(jié)構(gòu)的研究尚不深入，對(duì)工藝條件與材料的性能關(guān)系缺乏規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，尤其是對(duì)納米磁性效應(yīng)對(duì)鐵氧體性能的影響和控制尚未展開深入研究和分析。（5）在表面貼裝片式器件領(lǐng)域，國外（如日本TDK、村田、美國AEM等）在低溫?zé)Y(jié)高性能鐵氧體技術(shù)的支撐下，采用流延磁膜工藝，已能大規(guī)模生產(chǎn)各種型號(hào)的片式電感器，（mm），并且可與電容、電阻等集成構(gòu)成濾波器陣列產(chǎn)品，而我國尚不能生產(chǎn)能與Ag電極共燒結(jié)的低溫?zé)Y(jié)鐵氧體材料，并且對(duì)于片式電感器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝技術(shù)也未能掌握。（3）國外在軟磁鐵氧體材料，尤其是高μ材料的頻率穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性方面進(jìn)行了大量的研究，取得了明顯的進(jìn)展，而我國尚未開展這方面的研究。而我國目前大多數(shù)中小企業(yè)僅能生產(chǎn)相當(dāng)于PC30水平的功率鐵氧體，少數(shù)規(guī)模企業(yè)能生產(chǎn)PC40材料，但在工藝穩(wěn)定性方面尚待進(jìn)一步提高，日本正向國際市場大量供應(yīng)PC44～PC50功率鐵氧體，而我國要批量生產(chǎn)PC44材料還存在設(shè)備和工藝技術(shù)上的困難。因此，我國目前在軟磁鐵氧體領(lǐng)域內(nèi)與國外的差距是明顯的，必須奮起直追。當(dāng)前，隨著電子技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛，特別是數(shù)字電路和開關(guān)電源應(yīng)用的進(jìn)一步普及，電磁干擾（EMI）問題日益嚴(yán)重，各國對(duì)電子整機(jī)的抗EMI性能要求越來越高，以鐵氧體磁芯為基礎(chǔ)的抗EMI元器件發(fā)展相當(dāng)快，產(chǎn)品種類繁多，市場需求量龐大，成為電子行業(yè)一個(gè)不容忽視的新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。國內(nèi)能大批量生產(chǎn)的功率鐵氧體材料的性能僅相當(dāng)于日本TDK公司的PC30牌號(hào)，PC40檔次的鐵氧體材料只能在少數(shù)企業(yè)小批量生產(chǎn)；高磁導(dǎo)率鐵氧體產(chǎn)品μ值8000左右，少數(shù)企業(yè)能小批量生產(chǎn)磁導(dǎo)率10000的產(chǎn)品。目前，中國軟磁鐵氧體產(chǎn)品相對(duì)集中在消費(fèi)類產(chǎn)品，如用功率鐵氧體材料制成的U型、E型磁芯，主要用于開關(guān)電源變壓器、回掃變壓器、推挽變壓器和行推動(dòng)變壓器，用高電阻率MgMnZn系鐵氧體材料制成偏轉(zhuǎn)磁芯，用高μMnZn鐵氧體制成電源濾波器磁芯，如UF型、EE型、ET型、T型等，還有用MnZn、NiZn材料制成的各種電感線圈、線性變壓器等，如T型、EP型、RM型、PQ型、G型等。低溫?zé)Y(jié)和陶瓷增韌技術(shù)，如通過提高鐵氧體粉體活性，實(shí)現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)、在晶界處控制成分梯度，減小鐵氧體材料的脆性，改善力學(xué)性質(zhì)，提高鐵氧體加工中的成品率等。25%比損耗系數(shù)tgδ/μi1067(10KHz)45(100KHz)15(10KHz)75(100KHz)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度BsmT400400350340380380350矯頑力HcA/m比溫度系數(shù)αF106/℃~~0~0~0~居里溫度℃120115110120120130140密度dg/cm3~因此，從軟磁鐵氧體材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，可以主要?dú)w納為如下幾點(diǎn)：材料合成技術(shù)的研究與發(fā)展：如日本TDK公司的噴霧培燒合成工藝，高μ材料的濕法化學(xué)合成工藝，俄羅斯的自蔓延高溫合成技術(shù)等利用添加劑改善材料電磁性能，如SiO2CaO等導(dǎo)致晶界高阻層來降低損耗，Nb2O5 、Bi2O V2O5 等降低燒結(jié)溫度，促進(jìn)材料致密，提高磁導(dǎo)率等。20%10000177。20%12000177。30%18000177。20%2000177。20%1400177。20%50050015015023020011100300640 440 410ToKin2500B22500B3B402500177。20%5104709519035215249500500~1000600 450 410130 80 80FDKH49NH63B1600177。m)fmax(KHz)Pc(mW/cm3)(100KHz,200mT)260、100(℃)C xz 2300177。國內(nèi)當(dāng)前可生產(chǎn)μi最高達(dá)10000的材料，并且其一致性和生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高，表3為國外部分鐵氧體公司高μ材料的主要性能。在實(shí)驗(yàn)室，μi值已達(dá)40000，若在工藝上進(jìn)一步采取措施，μi值還可提高。就軟磁鐵氧體而言，其最終電磁性能取決于材料配方組成與制備工藝技術(shù)，近15年來，發(fā)達(dá)國家通過深入研究軟磁鐵氧體原材料特性要求（如粒度、含雜等）、鐵氧體合成工藝技術(shù)、添加劑作用機(jī)理以及鐵氧體燒結(jié)技術(shù)等，在軟磁鐵氧體生產(chǎn)技術(shù)方面取得了長足的進(jìn)展，在高頻功率鐵氧體領(lǐng)域，上世紀(jì)80年代，日本TDK公司、FDK公司以及荷蘭Philip公司推出了最高實(shí)用頻率達(dá)150KHz左右的功率鐵氧體，牌號(hào)分別為PCH45和3C8，1984年通過調(diào)整工藝和優(yōu)化配方，TDK公司推出了第三代功率鐵氧體材料（PC40），其主要特點(diǎn)是高頻功耗大幅度降低，在100KHz，200mT時(shí)功耗比用普通陶瓷工藝制備的材料功耗下降25％，1989年，該公司又采用噴霧培燒工藝制備鐵氧體粉體，～1MHz的高頻低功耗鐵氧體材料（PC50），其在此頻率范圍內(nèi)功耗比PC40下降了50％，同時(shí)，F(xiàn)DK、Tokin、德國Siemenz、荷蘭Philip等也相繼開發(fā)了可用于100～500KHz工作頻率的功率鐵氧體，其牌號(hào)分別為H49N、H63B、2500B2500BN63C85和3F3，日立鐵氧體公司開發(fā)了覆蓋250KHz～1MHz的功率鐵氧體系列（SB－7C、SB－9C、SB－1M等），～2MHz的B40材料，而1996年，日本TDK公司在兼顧磁導(dǎo)率和功率損耗雙重性能的思想指導(dǎo)下，開發(fā)了PC44功率鐵氧體，進(jìn)一步提高了高頻功率鐵氧體的綜合性能，表2列出了部分功率鐵氧體的電磁性能，據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，這些材料都是通過晶粒細(xì)化、控制摻雜、調(diào)整材料顯微結(jié)構(gòu)等工藝技術(shù)來實(shí)現(xiàn)材料性能的改善。功率鐵氧體如日本TDK公司的PC50牌號(hào)材料，這種材料進(jìn)一步為開關(guān)電源的輕、小、薄作出貢獻(xiàn)，是今后軟磁鐵氧體的發(fā)展方向，而軟磁鐵氧體產(chǎn)品中電感、線圈趨向小型化、片式化，這對(duì)高磁導(dǎo)率材料提出了更高的要求，目前，移動(dòng)通訊用的片式電感、線圈磁芯，市場缺口約有三分之一；另外，電子變壓器主要向小型、輕量、高效和表面貼裝技術(shù)發(fā)展。國內(nèi)外研究進(jìn)展情況 磁性材料、產(chǎn)品的發(fā)展趨勢隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子整機(jī)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢呈現(xiàn)如下三個(gè)方面的顯著特征：①由低頻、恒頻向高頻、變頻方向發(fā)展②由模擬向數(shù)字發(fā)展③由插針式集中參數(shù)向表貼式分布參數(shù)發(fā)展，因此應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)品、儀器儀表、家電工業(yè)、通訊等行業(yè)的各種高檔軟磁鐵氧體材料及其器件產(chǎn)品必須適應(yīng)這種發(fā)展趨勢，有線電話和移動(dòng)電話裝置需要越來越多的抗干擾磁芯、片式微型化電感器；節(jié)能燈的應(yīng)用在國外發(fā)展很迅速，需要使用大量的高檔鐵氧體軟磁濾波磁芯、抗干擾磁芯等。我省有一大批磁性材料生產(chǎn)企業(yè)，但大多生產(chǎn)規(guī)模偏小，研發(fā)能力差，僅個(gè)別企業(yè)有研發(fā)能力，但市場競爭能力差，缺乏靈活的市場機(jī)制和激勵(lì)機(jī)制，全省至今沒有一個(gè)專門從事軟磁鐵氧體磁性材料研究開發(fā)的高層次機(jī)構(gòu)，這將嚴(yán)重制約我省的電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。高清晰電視機(jī)、數(shù)字化電視對(duì)磁性材料性能要求更加嚴(yán)格：頻率高段化，要求鐵氧體電源磁芯有較高的工作頻率；高清晰化，要求電源變壓器性能穩(wěn)定，材料功率損耗小，飽和磁化強(qiáng)度大；圖像穩(wěn)定，色彩鮮麗，要求使用高磁導(dǎo)率材料、抗電磁干擾軟磁磁芯和高性能聚焦片。程控交換機(jī)電源模塊對(duì)磁芯的要求是高頻低損耗材料，表面安裝技術(shù)用的片式電感、LC濾波器、片式混合電路器件，耦合變壓器用的起始磁導(dǎo)率μi 12000—15000的高磁導(dǎo)率材料等，其技術(shù)含量高，產(chǎn)品價(jià)格是普通中低檔產(chǎn)品的數(shù)十倍，并且也是衡量制造企業(yè)軟磁鐵氧體生產(chǎn)技術(shù)水平的標(biāo)志，國內(nèi)尚未開始涉足。而我國的磁性材料以中低檔產(chǎn)品為主，其附加值低，市場競爭力弱。隨著傳統(tǒng)磁性材料性能的提高，生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，以及新現(xiàn)象、新原理、新技術(shù)和新工藝的不斷涌現(xiàn)并呈現(xiàn)出的高新技術(shù)特征，磁性材料的研究與開發(fā)正向著廣度和深度兩個(gè)方面發(fā)展。二、項(xiàng)目組建的必要性磁性行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀磁性材料是當(dāng)代高科技產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料，是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展和電子、計(jì)算機(jī)、通信等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)和現(xiàn)代工業(yè)的一塊基石，如果說過去衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平及其國力的是該國鋼鐵產(chǎn)量的話，那么，在全球進(jìn)入信息時(shí)代的今天，衡量一個(gè)國家發(fā)展水平及其國力的標(biāo)準(zhǔn)是該國磁性材料和其他高技術(shù)材料的消耗量。在中心的建立時(shí)，就制訂了切實(shí)可行的“中心”《章程》和各項(xiàng)規(guī)章制度，保證“中心”有一個(gè)高效、安全、靈活的營運(yùn)機(jī)制。③ 財(cái)務(wù)管理“中心”財(cái)務(wù)制度按照《企業(yè)會(huì)計(jì)準(zhǔn)則》和《企業(yè)財(cái)務(wù)通則》的規(guī)定，具體執(zhí)行《股份