一、概论

金属粉体软磁复合材料(俗称磁粉芯)主要由金属磁性粉末为基体原料，在粉末颗粒表面包覆绝缘介质，并在粉料中混入适量有机或无机粘合剂后，再采用粉末冶金工艺将粉料用模具压制成一定形状、并通过热处理获得的软磁材料或制品。

由于软磁粉心是由铁磁性粉粒与绝缘介质压制而成的，因铁磁性颗粒很小（高频下使用的颗粒为0.5～5μm），又被非磁性绝缘膜或绝缘物质隔开，因此，它一方面可以隔绝涡流，适用于较高频率，另一方面由于颗粒之间的间隙效应而导致材料具有低导磁率及恒导磁特性，还因为粉末颗粒尺寸细微，基本上不会产生“集肤效应”，所以，磁导率随频率的变化也就较为稳定。所以金属磁粉芯是目前最具综合性能的一种软磁材料。它既保留了金属软磁和铁氧体软磁的一些优良特性，同时又最大限度的克服了它们的某些缺陷。这对于各种电子产品实现高精度、高灵敏度和大容量、小型化的发展方向极为重要。

在一些科技发达的国家如美国等，在上世纪50年代便开展了大量的研发工作，取得了可喜的成绩并形成了系列化的产品。如铁粉芯系列（iron cores），坡莫磁粉芯系列（mpp），高通磁粉芯系列（high flux）和铁硅铝磁粉芯系列（sendust）、以及近年发展迅速的非晶和纳米晶磁粉芯等产品。

金属磁粉芯特殊的磁性能使得其在许多应用场合具有其它材料难以比拟的优势，至今这种材料已经成为软磁材料的重要组成部分。金属磁粉芯生产历史悠久，但真正形成产业化是从20世纪80年代开始，随着逆变技术的快速发展和广泛应用，伴随着EMC的需求，金属磁粉芯得到了广泛的应用。为了实现电感器件的高频、高宽恒导磁、高品质因数，使磁性器件向小型化、智能化、高集成化和超快速传送等方向发展，金属磁粉芯独特的磁性能在特殊的使用场合下比其他材料更具优势，它对于推进各科技领域的发展与促进社会的进步起到了极为重要的作用。

   进入21世纪以来，人们对于逆变电路高频化，高功率密度化，小型化及抗电磁干扰(EMC)的要求越来越高。铁硅铝磁粉芯作为一种新型复合电子材料，其性价比是所有软磁材料中最高的，在全球正在以每年40%以上的产业增长速度发展，它超过了任何其他软磁材料。所以铁硅铝磁粉芯正在迅速崛起！

   二、金属软磁材料的分类与特性点

软磁粉心的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小、形状、填充系数、绝缘介质含量、成型压力及热处理工艺等。最常用的磁粉心有铁粉心、坡莫合金粉心和铁硅铝粉心3种。它们的特性如下：

1、铁粉心：

常用的铁粉芯是用纯铁粉（高端产品用超细羰基铁粉）制成，饱和磁感应强度值在1.4T左右，磁导率范围从22～100，初始磁导率μi随频率的变化稳定性好，直流电流叠加性能好，但高频下损耗较高。在金属软磁中中价格最低。是制造差模滤波器、无源PFC电感和功率扼流圈等最廉价实用的材料。

2. 坡莫合金粉心

坡莫合金粉心又分为钼坡莫合金粉心（MPP）和高磁通量粉心（High Flux）：

MPP是由Fe-81%Ni-2%Mo构成，主要特点是：饱和磁感应强度值在0.75T左右；磁导率范围大，从14～550；在磁粉心中具有最低的损耗，温度稳定性极佳，磁致伸缩系数接近于0，在不同的频率下工作时无噪声产生。主要用于军事工程、太空设备、露天设备等。在磁粉心材料中价格最贵。

MPP主要应用于300kHz以下的高品质因素滤波器、感应负载线圈、谐振电路，通常还用于对温度稳定性要求高的LC电路、输出电感、功率因素补偿电路、AC电路等。

 高磁通粉心（HF）：是由Fe50%-50%Ni构成，价格低于MPP，主要特点是：饱和磁感应强度值在1.5T左右；磁导率范围从14～160；在磁粉心中具有最高的磁感应强度，最高的直流偏压能力；磁心体积小。

HF主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因素校正电路等，在DC电路中常用，在高DC偏压、高直流电和低交流电上用得也较多。

3. 铁硅铝粉心(SENDUST)：

铁硅铝粉心主要由Fe-Si9%-Al5%的合金构成，这种材料是铁粉心的升级产品，损耗比铁粉心低80%，可在10-50kHz频率使用，饱和磁感在1.05T左右，导磁率26～125，磁致伸缩系数接近于0，在不同的频率下工作时无噪声产生，比MPP有更高的DC偏压能力，具有很高的性价比。

铁硅铝粉心主要应用于交流电感、输出电感、线路滤波器、功率因素校正电路等，有时也替代有气隙铁氧体作变压器铁芯使用。尽管偏磁性比HF材料略差，损耗比MPP材料略差，但由于价格低廉使得铁硅铝材料成为制造功率扼流圈性价比最高的材料。在民品市场，几乎占据了金属磁粉芯扼流圈80%以上的市场份额。所以近年来铁硅铝磁芯技术发展十分迅速。