曾有業內專家向《磁性元件與電源》雜志坦言,一體成型電感技術發展的真正“卡脖子”環節,在于基礎粉材的開發與性能優化。
長久以來,國內粉材研發能力薄弱,眾多企業不得不仰賴進口,例如行業巨頭乾坤公司至今仍主要采用日本進口粉材。羰基粉、合金粉、非晶材料等關鍵粉材的國產化之路充滿挑戰。
然而,隨著國內產業鏈的崛起和技術攻堅的深入,這一局面正在悄然改變。
作為國內軟磁材料領域的創新先鋒,江蘇萌達新材料科技有限公司憑借在鐵硅鉻合金粉末領域的一系列突破性成果,特別是其革命性的二代絕緣包覆技術,正有力地推動著國產高性能粉材的崛起,為破解一體電感的核心難題提供了“中國方案”。
01重大突破!絕緣阻抗高達20GΩ
萌達在產品創新方面最引人注目的成就是其新一代鐵硅鉻合金粉末包覆技術的研發成功。該包覆技術研發歷時約一年,經歷上百次試驗,由公司五位核心研發人員主導完成。這一成果標志著萌達在一體成型電感原材料技術上的突破。
新一代鐵硅鉻合金粉末 圖/萌達
傳統的磷化包覆工藝已無法滿足市場對粉末高絕緣阻抗的要求,對粉末的直流疊加特性也缺乏明顯改善效果。隨著整機端對電感性能要求的不斷提高,特別是對絕緣阻抗和直流疊加特性的嚴苛標準,萌達毅然踏上了研發二代高端包覆技術的征程。
新一代包覆技術從原理設計入手,制備出更為致密且與鐵粉結合力更強的包覆層,使產品擁有更高的絕緣阻抗和更優異的直流疊加特性。
從具體性能數據來看,上一代包覆工藝的絕緣阻抗一般在1GΩ以內,經過三次回流焊接后就會降低至0.1GΩ以內;而二代包覆技術的絕緣阻抗可達20GΩ以上,即使經過回流焊接后仍能保持在10GΩ以上。
在直流疊加特性方面,二代技術也比傳統包覆工藝改善了10-20%,這一突破性進展為大電流電感的發展提供了關鍵材料支持。
二代包覆技術的成功開發,使萌達的鐵硅鉻合金粉末能夠滿足高品位一體成型電感對高飽和、高磁導率、低損耗、大功率的性能要求。
據萌達總經理趙軍喜反映,目前,采用新二代包覆工藝的鐵硅鉻合金粉末每月已有200噸的批量供應,隨著自動化智能生產改造的推進,鐵硅鉻合金粉末產能還將進一步提升。市場對這款鐵硅鉻合金粉末的反饋極為積極,這款鐵硅鉻合金粉末的耐壓及高飽和特性獲得了客戶的一致好評和認可。
02材料配方和生產工藝的優化
除了包覆工藝的突破,萌達在材料配方和生產工藝優化方面也持續進行優化創新。
在材料配方方面,公司研發團隊通過調整鐵硅鉻合金粉末中各元素的比例,并添加微量合金元素,不斷改善鐵硅鉻合金粉末的磁性能。這種配方優化使萌達的鐵硅鉻合金粉末呈現出不規則的球形顆粒,具有均勻的粒度分布、高流動性、優異的壓制性能,同時具備磁導率高、磁損耗低、飽和度高三大核心優勢。

在生產工藝方面,萌達重點投入于工藝的精細化和標準化。一體成型電感磁粉芯的制備主要包括制粉、絕緣包覆、壓制和熱處理四個環節,其中絕緣包覆對磁性能至關重要。通過工藝創新,萌達確保了金屬顆粒表面形成均勻、完整、耐高溫且絕緣性良好的包覆膜,該包覆膜在較大成型壓力下不易破損。
絕緣包覆層的作用直接影響產品的低損耗和高頻穩定性:它提高了磁粉芯電阻率,降低了粉體間的渦流損耗;同時,在磁粉芯內部形成等效分布式氣隙結構,增加了弛豫頻率,有利于高頻穩定性的提升。
為確保工藝穩定性和一致性,萌達建立了嚴格的標準化生產流程和過程控制體系,為每個生產環節設定明確的技術參數與質量標準,并使用先進檢測設備進行實時監控。

圖/萌達
此外,萌達持續改進生產工藝,鼓勵技術人員對現有工藝進行優化。例如:調整霧化工藝參數改進了粉末粒形和粒度分布分段更窄3-5um,8-10um;優化包覆工藝條件提高了包覆層的均勻性和致密性。這些工藝改進累積提升了生產效率和產品質量。
這些看似微小的工藝改進,累積起來卻對產品性能和市場競爭力產生了顯著影響。
03進口替代只是起點,三步路線鎖定高頻需求
萌達并未滿足于現有的技術成就,而是著眼于未來市場需求,制定了清晰的技術創新路線圖。公司計劃繼續加大研發投入,重點開發更高性能的鐵硅鉻合金粉末,滿足5G通信、新能源汽車、人工智能等新興領域對一體成型電感的更高要求。

圖/萌達
在創新方向上,萌達將聚焦以下幾個關鍵領域:一是開發適應更高頻率應用的鐵硅鉻合金粉末,滿足通信設備小型化、高頻化的需求;二是提升鐵硅鉻合金粉末的溫度穩定性,使電感元件能在更寬的溫度范圍內保持性穩定;三是進一步降低鐵硅鉻合金粉末損耗,提高能效,響應全球節能減排的趨勢。
萌達還計劃加強基礎研究,深入理解材料微觀結構與宏觀性能的關系,為產品創新提供理論支撐。
公司將進一步加強與高校和科研院所的合作,充分利用外部智力資源,攻克技術難題。這種"產學研"協同創新的模式,將加速萌達從經驗驅動型向科學驅動型企業的轉變,增強可持續創新能力。
值得一提的是,萌達在技術創新過程中始終堅持市場需求導向。公司建立了完善的客戶反饋機制,及時了解一線應用中遇到的材料問題,并將這些需求轉化為研發方向。
例如,針對客戶希望電感在回流焊接三次后絕緣阻抗仍能保持0.1GΩ以上的要求,萌達專門開發了二代包覆技術,完美解決了這一痛點。這種以客戶需求為出發點的創新理念,確保了萌達的研發成果能夠快速轉化為市場競爭力。
萌達在鐵硅鉻合金粉末領域的持續創新,特別是在二代絕緣包覆技術上取得的進展,使其產品性能獲得市場認可。據萌達介紹,其產品已實現規模化量產,并憑借性能與成本的綜合優勢,在部分應用場景中成功替代了進口粉材。
未來,隨著研發投入的持續加大和創新體系的不斷完善,萌達有望在高端金屬粉末領域取得更多突破性成果,進一步鞏固其市場領導地位。
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審核編輯 黃宇
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