磁性材料发展演进与产业困境

在当今科技飞速发展的时代，磁性材料作为众多关键技术领域的基石，正处于一个不断变革与创新的关键阶段。

从电子设备的小型化、高效化，到新能源产业的蓬勃兴起，磁性材料的重要性愈发凸显。其发展趋势不仅影响着磁性材料行业自身的走向，更对众多磁性材料产业链相关产业的升级与变革起着决定性的作用。

本文结合中国电源学会磁技术专业委员会副主任委员、铭普光磁副总经理杨建民在联合学术年会的公开演讲，从磁性材料性能演进、结构变革、产业难题及其对磁性元器件的影响四个方面，深入探讨磁性材料产业链的现状及面临的挑战，为从业者提供一个全面而深入的视角。

中国电源学会磁技术专业委员会副主任委员
铭普光磁副总经理杨建民

01.磁性材料性能演进：材料特性的动态变化

在磁性材料的发展长河中，其未来趋势展现出鲜明的特性走向。总体而言，高频率、高饱和磁通密度和低损耗是磁性材料性能发展的主要趋势，且通过提升器件的开关频率来增强功率密度成为重要的发展路径。

这一趋势的形成，是基于现代电子设备对于高性能、低能耗的迫切需求，也是技术创新和市场竞争推动的必然结果。

然而，当前锰锌和镍锌等铁氧体磁性材料的发展展现出一种令人瞩目的融合态势，这无疑是值得行业密切关注的新趋势。其中，锰锌材料正稳步向高频化演进，而镍锌材料则向着高导性实现突破。这种演进并非一蹴而就，而是在磁性材料行业长期的技术积累和市场需求的双重驱动下逐步推进的。

回顾历史，锰锌材料以往的磁导率通常处于 2000以上的水平，这一度是磁性材料产业链内的普遍认知。不过在当下，如 PC200 这类磁性材料的磁导率已降至 800，显示出市场和技术发展对于锰锌材料性能的新要求。

而对于镍锌材料，其以往的磁导率通常局限在1000以下的范围，但如今在网络变压器的应用中，已有企业开始使用磁导率为 3000的镍锌铁氧体，这清晰地表明了两种磁性材料在性能上的融合趋势。

以 PC200 为例，其作为功率材料，从磁导率的角度来看，在过去是完全属于镍锌磁性材料的范畴，但现在的情况已有所改变，这种演变反映了磁性材料性能的动态调整，为我们揭示了磁性材料性能演进的一个侧面，也为磁性材料产业链发展带来了新的思考维度，促使我们思考未来磁性材料选择和性能优化的新方向。

02.磁性材料结构变革：从传统到创新的转型

磁性材料在近十几年的发展历程中，不仅在性能方面展现出高速发展的态势，其结构方面也经历了显著的变革。这一系列的结构变革是为了更好地适应不同的应用场景和不断提升的性能要求，推动着磁性材料迈向更高的应用水平。

在硅钢片 / 非晶铁芯的领域，环型铁芯长期占据着最广泛应用的地位，作为传统的结构形式，其使用历史悠久。CD型铁芯因线圈容易装配也得到了越来越多的应用。

环型硅钢片 / 非晶铁芯

在金属磁粉芯领域，环型铁芯由于空间利用率高，利于线圈紧密绕制且机械稳定性好，以其独特的优势长期占据主导地位。2010 年前后，条块磁芯开始在新能源电感产品上得到了应用。

从理论性能角度分析，环型铁芯通常被认为是最优结构，因此条块式磁芯在推出之际引起了众多企业的质疑和审视。但这也正是创新所必须经历的过程，新结构在成长过程中必然会面临各种问题和挑战。

环型金属磁粉芯

铭普光磁副总经理杨建民认为：“在行业的发展进程中，条块型磁芯具有一定的历史意义。这款磁芯当时制造技术尚不成熟，制成后极易氧化，所以表面喷了一层绿漆做防锈保护，它也是国内首款使用的条块金属粉芯。”

条块型磁芯

这一过程凸显了磁性材料产品结构变革中所面临的挑战与机遇，同时也表明磁性材料产品的应用并非仅由价格或性能决定，而是与整个磁性材料产业链的多种因素密切相关，为我们揭示了结构变革对磁性材料产品综合性能的影响及磁性材料产业链协同的重要性。

在铁氧体磁芯领域，传统磁芯形状具有一定的稳定性，以 E 型磁芯为例，其形状在较长时间内保持相对稳定。但在近十几年间，磁芯形状呈现出更加多元化的发展趋势。新形状的大量涌现导致部分磁芯的型号难以清晰界定，这为磁性材料产业链发展带来了新的挑战。

磁芯结构的发展

03.磁性材料产业难题：生产与设计的协调困境

在产品开发流程中，众多产品在设计环节顺利完成，然而当进入批量生产阶段时，却无法正常交货。经深入剖析发现，问题的根源在于产品的设计形状过于独特，这种独特性严重影响了批量生产的效率。

从商业角度来看，企业生产非标准化产品可获取更高的利润，部分产品的奇特设计初衷是为防止抄袭，但在中国当前的市场环境下，这一目的难以实现。由于磁芯生产技术成熟，一款产品推出半年左右便会被同行模仿，企业只需复制模具即可实现产品复制，难以实现产品的保密性。

然而，仅仅出于保密目的而设计独特形状的产品，对于整个磁性材料产业链的长远发展并无益处。

在此，我们提出这一问题，旨在促使产业链中的企业思考如何平衡产品设计与生产的关系，综合考虑整个产业链的协同，尤其是如何充分考虑客户利益和需求，以确保产业的健康和可持续发展。

这对于磁性材料产业链企业而言，是一个需要深入反思和解决的重要问题，要求企业在复杂多变的行业环境中找准自身定位，把握发展机遇，通过全面考量和综合协调，来应对挑战，推动磁性材料行业迈向更高的发展阶段。

04.磁性材料发展演进对磁性元件的影响

随着磁性材料向着高频率、高饱和磁通密度和低损耗的趋势发展，以及锰锌和镍锌材料等的性能融合，磁性元件的性能也面临着相应的调整与优化需求。

例如，在网络变压器中使用高导磁导率的镍锌铁氧体，对磁性元件的电感量、能量转换效率等关键性能指标产生了直接影响。

高导磁导率有助于提高磁性元件的电感量，这使得磁性元件能够在相同的尺寸和匝数下实现更高的电感量，满足电子设备对高性能、小型化的需求。同时，低损耗特性可降低磁性元件在工作中的能量损耗，提高设备的整体性能和可靠性。

此外，磁性元件的选材也将面临调整。电感、变压器制造商需要重新评估和选择合适的材料，这涉及到从设计、生产到测试等一系列环节的变革，以确保产品性能和质量不受影响，并且能适应未来市场的需求。

磁芯形状多元化的趋势下，磁性元件制造商需对产品的设计、绕线方式和组装工艺进行优化，以确保磁性元件的性能和可靠性。近年来，磁集成技术的发展，也要求对磁芯进行重新设计，这无疑对磁性元件企业的产品设计能力提出了更高的要求。

产业中的设计与生产协调困境同样波及磁性元件企业，使其可能面临生产周期延长，无法正常交货，成本增加等问题。

从更广泛的产业环境来看，磁性元件作为电子设备的关键部件，受市场竞争和技术创新的影响，其生产和研发过程需要考虑的因素增多。在市场对低损耗、高性能的需求下，磁性元件的设计需要在满足性能指标的同时，还要兼顾成本、生产效率和市场竞争等多方面因素。

05.结语

磁性材料产业链正经历着深刻变革，从性能演进的趋势融合，到结构变革的机遇挑战，再到产业难题的协调困境，这些都对磁性元件产生着深远影响。整个产业链紧密相连，每个环节都相互影响。

磁性材料产业链企业需充分认识此点，深入反思和行动，平衡创新与标准化，综合考量各方因素，推动行业朝着更具竞争力、可持续性的方向发展，以应对技术浪潮和市场需求的双重挑战。

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审核编辑 黄宇