环氧树脂调控Fe-Si-B非晶软磁复合材料的磁导率MHz频率依赖性机制研究

【编辑推荐】本研究揭示了环氧树脂质量分数对Fe-Si-B非晶软磁复合材料(SMCs)磁导率MHz频率依赖性的调控机制，首次证实MHz频段磁导率本征机制为磁化相干旋转(coherent rotation)而非畴壁位移，发现涡流效应(eddy current)主导的截止频率(cut-off frequency)可从450 MHz提升至1 GHz以上，为宽禁带半导体MHz功率器件提供了关键材料设计思路。

　　

Highlight

Fe-Si-B非晶软磁复合材料(SMCs)在MHz频段的磁导率频率依赖性机制研究取得突破性进展。

Experimental details

采用直径1-38 μm的球形Fe-Si-B非晶颗粒（成分为3.6 at.% Si和27.8 at.% B），通过改变环氧树脂质量分数（1.8-20.1 wt.%）制备系列复合材料。样品在1500 MPa压力下压制成环形磁芯（内径7 mm/外径13 mm），90℃固化30分钟后进行静动态磁性能测试。

Results and discussion

XRD衍射宽峰证实非晶结构（图1a），磁滞回线显示典型软磁特性：饱和磁化强度M_s=165 emu/g，矫顽力H_c=4.1 Oe。SEM显示球形颗粒表面光滑（图1c）。研究发现MHz频段磁导率源于磁化相干旋转而非畴壁位移，天然共振频率达1.87 GHz。随着环氧树脂含量增加，截止频率从450 MHz显著提升至1 GHz以上，这归因于涡流效应调制的磁化旋转机制。

Conclusion

首次阐明MHz频段磁导率本征机制为磁化相干旋转，涡流损耗是MHz频段主要损耗源。通过增强磁化旋转渗透率、抑制涡流效应，可有效提升非晶SMCs的高频性能。该发现为开发GHz级软磁材料提供了新范式。

（注：翻译保留了原文的_{/^{标签格式，专业术语采用中文为主+英文缩写标注的形式，并采用"磁化相干旋转"等生动表述替代直译）}}