由于电力消耗的加快以及温室效应和相应的环境恶化带来的威胁,所有行业都有义务减少能量损失。虽然提高能源生产能满足人类的各种需求,但也会给自然资源和环境造成压力,解决这一问题最好的办法是减少电力的产生和转化。
从发电机到插座,最后到电脑屏幕或吹风机,所有的转换都是由一个由铜线缠绕铁芯做成的简单设备完成的,铁芯材料通常是铁或硅钢,而铜的电阻和铁芯材料的磁化通常会产生很大的能量损耗。
铁基软磁复合材料常被称为铁磁复合铁(简称FCI)或软磁复合材料(简称SMC),它们越来越多地用于软磁应用。提高电气设备的性能和开创的高质量应用等工作,使得现有磁材(如软磁复合材料,SMC)的设计和应用得到了优化。
这些材料是采用粉末冶金法,将铁和铁基粉末颗粒用介电粘合剂压制而成的。在低于50 kHz的低频应用中,高纯度的粗粉搭配热固性树脂粉,以替代低碳钢叠片工艺。这些应用包括小型电机、磁阻电机和无刷直流电机——不过它们也需要硬磁性元件以实现高效设计。
材料研究的进展使得利用软磁特性生产高质量材料的梦想变为现实。SMC的生产成本与硅钢片不相上下,甚至更低。SMC取代传统电机的叠片式铁心取代为SMC的好处很明显,而且由于SMC基本上没有涡流损耗,因此好处还包括可降低高频齿纹波损失,模块化的结构使得能够轻易地移除单个模块化单元,从而方便快速修理或更换,定子易于回收利用,减少轴承电流。
SMC在汽车领域的使用将扩大,例如电磁阀、燃油喷射、点火线圈等,因此软磁复合材料在电动汽车中具有很大的潜力。由于其显著的经济效益和环境效益,SMC材料在电机中具有显著的应用潜力,特别是在那些复杂的结构中。但是,由于SMC的突出缺点,如与低层钢相比,它的磁导率和饱和磁通密度都较低,因此这是未来必须重点克服的地方。