利用
磁性材料與磁場、光、電等間的相互作用產(chǎn)生的各種物理效應(yīng)以及能量與信息間的相互轉(zhuǎn)換，可以完成信息記錄/存儲、采集、傳遞、再生、顯示、交換等功能，成為信息產(chǎn)品中不可缺少的組成部分。現(xiàn)簡單介紹幾種主要的應(yīng)用實(shí)例。
1信息記錄、存儲、再生與交換
磁記錄技術(shù)大概代表著當(dāng)今世界發(fā)展速度最快的高技術(shù)領(lǐng)域，成為光記錄、電記錄多年欲取代而未能代之的信息記錄主流技術(shù)。磁記錄系統(tǒng)的核心由磁記錄/存儲介質(zhì)和磁頭組成。傳統(tǒng)磁記錄介質(zhì)有γ-Fe2O3、CrO2、Co.γ-Fe2O3、NiP、NiPCo等，采用電鍍或蒸發(fā)、涂布等工藝制成磁帶、磁盤、磁鼓、磁卡、用作計(jì)算機(jī)外存儲器、航空航天記錄/存儲、數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)、錄音錄像設(shè)備，電話、金融、車船票數(shù)碼識別裝置。磁頭，多數(shù)用高磁導(dǎo)率軟磁合金、高Bs軟磁鐵氧體精加工而成。金屬磁粉（MP）、連續(xù)薄膜介質(zhì)和非晶合金磁頭的應(yīng)用，使磁記錄密度和系統(tǒng)性能顯著提高。例如，硬磁盤每平方英寸的面記錄密度每年可提高30%以上。IBM在1990年開發(fā)出磁電阻（MR）效應(yīng)磁頭技術(shù)，使記錄密度增速每年達(dá)60%。1998年，該公司的GMR自旋閥磁頭實(shí)用化，使增速達(dá)到100%。1999年夏，IBM、富士通等公司宣布研制出20Gb/ HDD，接著Seagate在因特網(wǎng)上報(bào)告了25Gb/的HDD新聞。據(jù)專家們猜測，能實(shí)現(xiàn)這樣高的記錄密度，除了用GMR自旋閥磁頭外，其介質(zhì)材料必是含Pt還有足量Cr的多層膜，使Hc值保持在199KA/m（2500Oe）。
目前，正在應(yīng)用多層膜的GMR效應(yīng)研制非易失、抗輻射、長壽命的磁電阻隨機(jī)存儲器（MRAM）。預(yù)計(jì)，21世紀(jì)可制出10Gb/存取速度0.5ns的產(chǎn)品。此外，美日科學(xué)家還應(yīng)用納米制造技術(shù)，研制一種全新概念的超高密度磁盤--65Gb/量子磁盤（QMD）。
磁光盤是目前唯一實(shí)用化的可擦重寫型光盤，用濺射工藝在聚碳酸酯一類盤基上沉積非晶TbFeCo或NdDyFeCo膜制成。標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品有5.25〃和3.5〃兩種，2.5〃盤也在市售之中。5.25〃盤單面記錄密度可達(dá)1.3Gb/。速率在300Mb/s左右。目前大量用于文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫、宇航飛行器和超級計(jì)算機(jī)中作海量存儲器。
2 信息采集和轉(zhuǎn)換---磁傳感器
傳感器是信息產(chǎn)業(yè)的前端產(chǎn)品，系信息采集器。信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，磁傳感器已形成了一個(gè)龐大的產(chǎn)品族，應(yīng)用十分廣泛。
磁傳感器，即以磁場或磁性介質(zhì)所具有的各種物理現(xiàn)象為中間量來檢測磁場強(qiáng)度、方向、位移、角度、溫度、電流等物理量的傳感器，由此可見，它們的產(chǎn)品種類十分繁多。其特點(diǎn)是靈敏度高（0.1nT），反應(yīng)速度快（DC~數(shù)kHz），非接觸計(jì)測。磁傳感器可使用超導(dǎo)體（SQUIDs）、半導(dǎo)體（霍爾器件，等）和
磁性材料，加永磁體作磁場構(gòu)成。以前的產(chǎn)品幾乎都利用電磁感應(yīng)原理工作，存在著靈敏度相對較低、體積大等缺點(diǎn)。前述的MR、GMR磁頭，則是應(yīng)用新效應(yīng)工作的薄膜傳感器，可集成化。MR、GMR元件除用作讀寫磁頭外，還用作電流傳感器，旋轉(zhuǎn)編碼器，數(shù)字直尺、錄相機(jī)精密齒節(jié)傳感器（分辨率可達(dá)15μm），汽車抱死系統(tǒng)（ABS）等。
利用非晶細(xì)絲、薄膜和納米晶合金軟磁薄膜的巨磁阻抗效應(yīng)（GMI），可制成一種兼有超高靈敏度、微尺寸、快響應(yīng)的傳感器。它采用交流檢測磁通量，不用線圈，非接觸，無磁滯，靈敏度比GMR傳感器還高1個(gè)數(shù)量級。日本佳能電子公司用納米晶軟磁膜開發(fā)出長2mm（HS型）和1.8mm（US型）、圖形寬30μm的2種GMI傳感器產(chǎn)品，用于車輛識別，檢測車速和交通流量等。用一個(gè)3軸HS-01型傳感器，可在X、Y、Z三個(gè)方向檢測DC~數(shù)kHz的交流磁場。
巨磁致伸縮材料（TbDyFe合金）的研制成功，顯著提高了普通磁致伸縮和電致伸縮傳感器的性能，尺體大大縮小。
3 在通信中的應(yīng)用
在移動通信、微波/毫米波通信、衛(wèi)星通信、程控交換機(jī)、固定電話中，需使用大量的
軟磁、永磁和微波/毫米波鐵氧體元器件、組件、部件，如各種電感器、變壓器、射頻寬帶鐵氧體器件、繼電器、隔離器、環(huán)行器、YIG調(diào)諧振蕩器與濾波器、開關(guān)、調(diào)制器，等等。在通信機(jī)中，軟磁元件的主要作用是：作加感線圈以降低信息衰減，增長有線通信線路；作通信信道濾波器，選擇和分離各信道中的信號，防止失真；用作線性寬帶交換器和脈沖變壓器，在數(shù)字通信中分離電位，調(diào)節(jié)電壓并轉(zhuǎn)換頻率；用作扼流圈，濾除不需要的高頻電流；以因特網(wǎng)為中心的寬帶通信，需要用寬帶傳輸變壓器作接口耦合、級間隔離等等。微波/毫米波鐵氧體器件或組件、分機(jī)，在通信機(jī)中完成頻率、相位、振幅控制，變極化、通道合并、去耦、雙工等功能，用量極大，如一個(gè)移動基站需使用數(shù)10只隔離器；一個(gè)天線陣需用數(shù)千上萬只鐵氧體移相器。
通信機(jī)的發(fā)展趨勢是小型輕量化、高頻化、多功能集成化，這就需要大量的片式電感元件和微波/毫米波鐵氧體器件和集成組件。新型功能
磁性材料的開發(fā)成功，微磁技術(shù)和微組裝技術(shù)的發(fā)展，為磁性元件的片式化、平面化和高頻工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1996年，日本電感元件的片式化率已達(dá)到總量的52%；應(yīng)用納米晶磁性薄膜的平面電感器、變壓器已經(jīng)上市，有的產(chǎn)品可在GHz頻段穩(wěn)定地工作。日本手機(jī)用微波鐵氧體隔離器的尺寸已做到5×5×2mm。美國移動通信用多種表面安裝微波/毫米波鐵氧體器件，已按工作頻率和用途使產(chǎn)品系列化。
WDM和DWDM光纖通信的迅猛發(fā)展，需用大量磁光隔離器保護(hù)光源，抑制噪聲，用磁光環(huán)行器分離收/發(fā)信號的輸入、輸出，光色補(bǔ)償，構(gòu)成WDM系統(tǒng)中的光分插復(fù)用裝置；此外，還需使用可調(diào)磁光衰減器、增益均衡器等。目前，應(yīng)用LPE磁性石榴石膜的光纖引出型、在線型磁光隔離器、LD組件產(chǎn)品已經(jīng)系列化，主要用于1.3~1.55μm波段；磁光環(huán)行器、開關(guān)、可調(diào)衰減器也已上市。正在加緊研發(fā)靜磁波波導(dǎo)集成磁光器件，如布拉格盒磁光調(diào)制器及其組件。
4通用磁性元器件
1） 開關(guān)電源
開關(guān)電源的小型高頻化和效率的提高，關(guān)健取決于主變壓器、扼流圈等磁性元件的性能和小型化、片式化程度。采用濺射、蒸鍍等薄膜工藝，做成薄膜磁性元件，則可實(shí)現(xiàn)單片電源和薄型換流器。據(jù)報(bào)道，采用薄膜變壓器，用10MHz開關(guān)頻率，輸出功率密度75W/，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)95%。這里，應(yīng)當(dāng)首選兼有高電阻率和高飽和磁通密度的薄膜磁芯材料。
2） 微特電機(jī)
從宇宙飛船的翼面驅(qū)動、機(jī)器人和雷達(dá)天線驅(qū)動，到計(jì)算機(jī)硬磁盤驅(qū)動、打印機(jī)、電動玩具等等，無不用到電動機(jī)。電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的發(fā)展總趨勢是永磁化。永磁鐵氧體性能的改良，高Hc高（BH）max稀土鈷和釹鐵硼系永磁體，為電機(jī)的高效小型化做出了很大貢獻(xiàn)。稀土鈷永磁體的高溫（＞300℃）穩(wěn)定性好，主要用作儀表電機(jī)，軍用和宇航用電動機(jī)、電源發(fā)電機(jī)。高磁能積釹鐵硼系永磁體大量被用作硬盤驅(qū)動用主軸電機(jī)（音圈電動機(jī)，VCM），在這方面的用量占其總量的60%以上。用永磁料粉和塑料、橡膠制成的粘結(jié)永磁體，具有重量輕、富于柔韌性和可加工性能好等特點(diǎn)，越來越為電機(jī)制造廠家看好。日本的高速打印機(jī)幾乎已塑料化，即使用塑料粘結(jié)永磁體的電動機(jī)驅(qū)動。
3） 電聲器件
包括電動揚(yáng)聲器、發(fā)聲器和送受話器。世界電聲器件市場正從傳統(tǒng)的消費(fèi)類產(chǎn)品轉(zhuǎn)向信息化產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備和數(shù)字化音像設(shè)備，其中包括計(jì)算機(jī)外設(shè)、多媒體、個(gè)人通信機(jī)、HDTV、DVD、網(wǎng)上電視及網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)品。數(shù)字時(shí)代給電聲行業(yè)提出了技術(shù)創(chuàng)新這個(gè)大課題，高性能永磁材料則是完成這個(gè)課題的基礎(chǔ)條件。目前正在開發(fā)或試生產(chǎn)通信用薄型高性能揚(yáng)聲器，微小型動圈送話器，數(shù)字送話器，微小型傳聲器，數(shù)字式傳聲器，高性能平板揚(yáng)聲器，高抗通信電聲器件，寬頻帶高保真立體聲耳機(jī)，高功率高可靠揚(yáng)聲器等產(chǎn)品。
4） 抗電磁波干擾（EMI）磁性元件
包括鐵氧體、磁粉芯磁環(huán)與磁管，磁珠，多孔、雙孔磁芯，電磁波吸收磁粉（軍用隱身材料），鐵氧體、金屬磁粉與橡膠復(fù)合成的寬帶吸收片、磁磚；和EMI/RFI濾波器，扼流圈，電磁測試用各型電波暗室，隔離變壓器等產(chǎn)品。
隨著開關(guān)電源、數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)、數(shù)字無線電、便攜電話等大量普及，對這類抗EMI元器件的需求量猛增，以致發(fā)展成為一大類系列化產(chǎn)品群，適用頻率從kHz毫米波段。其技術(shù)發(fā)展趨勢是采用高新
磁性材料和微制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)EMI濾波器、隔離變壓器，扼流圈等產(chǎn)品的片式化、平面化；從薄型、寬頻帶、多功能考慮，應(yīng)用LIC和HIC技術(shù)發(fā)展單片陣列化產(chǎn)品，開發(fā)新的寬帶薄型吸收體。
5市場預(yù)測
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1998年世界軟磁鐵氧體的總產(chǎn)量為22萬噸，其中，中國產(chǎn)5萬噸；預(yù)計(jì)2000年分別為30萬噸和6萬噸；到2005年，全世界可達(dá)到45萬噸，其中，中國將生產(chǎn)15萬噸，占全球產(chǎn)量的1/3。1998年世界永磁鐵氧體的總產(chǎn)量是47.65萬噸，其中燒結(jié)永磁體38萬噸，粘結(jié)96500噸，年增長率分別是6.7%和3%；同年中國的總產(chǎn)量是12.7萬噸，其中燒結(jié)磁體12萬噸，粘結(jié)7000噸，年增長率分別為20%和10%。這年世界稀土燒結(jié)永磁體產(chǎn)量10350噸，粘結(jié)1710噸，分別年增長22.4%和19.8%；中國分別產(chǎn)4000噸和150噸，年增長率53.7%和35.1%。按行業(yè)專家估算，到2005年，中國永磁鐵氧體的產(chǎn)量將達(dá)到21萬噸，釹鐵硼永磁體將達(dá)到8000噸。
從以上幾個(gè)簡單的數(shù)據(jù)看出，磁性材料的發(fā)展速度是很高的，其主要?jiǎng)恿υ从谛畔a(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。中國磁性行業(yè)的發(fā)展尤其令世界著目。目前，全國研制和生產(chǎn)磁性材料及元器件的單位，大大小小近千家，大多集中在沿海一帶，其中浙江、廣東、江蘇等省已成為我國磁性行業(yè)的"領(lǐng)頭羊"，它們不斷提高磁性產(chǎn)品檔次，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，拉動全省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。例如浙江省，2000年磁性產(chǎn)品的銷售產(chǎn)值達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的30億元以上，約為四川省的10倍。在西部開發(fā)中，四川應(yīng)高度重視磁性產(chǎn)品的研究開發(fā)，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
文章來源互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請注明鐵磁性材料
http://www.bjltztg.com/！
