聚合物粘合磁性装置 革命性成果？磁性元器件行业齐注目
香港理工大学科研人员最近于比利时布鲁塞尔举行的“第五十六届世界创新科技博览会”（Brussels Eureka 2007）中创下该校参展以来获奖最高纪录。其中该校的电机工程学系郑家伟教授、应用物理系助理教授黄元华博士发明的“聚合物粘合的磁性装置”（以下简称“磁性装置”）获得特别嘉许金奖项目。由郑教授与黄博士研究小组所发明的“聚合物粘合的磁性装置”乃使用最新技术制成的磁性材料装置。新技术容许磁芯制成不同大小、尺寸及可变化的形状，且具有不易破碎的特质。聚合物粘合的磁性装置的应用范围非常广泛，包括变压器和电感器零件、直流电源转换器、高频率电源供应器、电磁波滤罩等。该装置据称可用于制成全球首个采用塑料为芯的变压器。此研究成果也曾获得了2006年“第十六届中国全国发明展”银奖。“磁性装置”屡得嘉奖，在磁性组件行业引起了热切的关注，笔者采访了“磁性装置”首席研究员，香港理工大学电机工程学系郑家伟教授，以及磁性元器件行业的专家。“磁性装置”的面世，对于磁性元器件行业来说会是将是一项令人振奋的革命性成果？
对话香港理工大学电机工程学系郑家伟教授
笔者：“聚合物粘合磁性装置”屡得嘉奖，它在技术、工艺以及材料方面都有哪些突破和亮点？
郑教授：“磁性装置”是使用最新技术制成磁物料的装置，使用塑胶是最大的亮点，是一个新的概念。我们也用到磁粉芯、非晶与纳米等作为原材料，因为是高频的原因，原材料的粒状是很小的；该装置用传统的塑胶技术都可以做到，当然在某些环节中也要进行特别的处理。
香港理工大学电机工程学系郑家伟教授
该“磁性装置”的特性是：适合用于高频电源、低成本、可变化尺寸及形状、不易碎、任意功率水平；效能比传统的高，涡流现象少；磁性可以去到较高的程度；可以做到体积较大的变压器，可以做大型的铁氧体；不导电，不会出现漏电现象；制作简单。
因为是用塑胶为原料的，磁性装置具不容易被损坏、变形的特性，在制造过程中根据产品的制造要求进行不同尺寸与系列形状的变化而进行生产，这是传统金属材料无法做到的；塑胶的可溶性也让该装置可以循环再造，这样就可以节省很多原料；该装置的成本低是通过原材料与减少工序实现的，它所使用的原料成本少，总体成本较一般变压器便宜约一半，最多可使用十年，在制造的时候比传统的制造过程少了很多工序；相比与传统技术的功率局限，该装置可以实现任意功率水平。
“磁性装置”所使用的材料除了传统的材料之外，还用到了非晶、纳米晶磁粉等，制造过程中对温度、时间、材料使用比例等方面有相关的规定与标准，例如，在其中用到的金属材料在制造的时候不超过一千度，所需的时间是比较短的。
“磁性装置”的应用范围非常广泛，包括变压器和电感器零件、直流电源转换器、高频率电源供应器、电磁波遮挡器等，内置的E型变压器配件含磁性及塑料物料，较传统以铁芯制的变压器轻身，并可循环使用，适用于计算机及电视等电器。
笔者：“塑磁装置”在高频、直流迭加、功耗等方面的特性是很不错的，您认为，该产品的技术是否已经成熟并且可以即行批量生产？（在转化为量产时还需要解决哪些问题吗？）
郑教授：该“磁性装置”的技术现在是已经成熟的了，我们已经投入两年的时间进行研制，要投入批量生产不会存在技术性的问题，当然，我们现在还要考虑量产时的制造程序与制造步骤是否需要有所调整，要调整就要考虑到制造步骤与程序的改变会否影响相关的功能，以及在实际生产中会出现的情况等问题。
对于该“磁性装置”我个人觉得是没有其他太大的问题存在，只是要注意的是它有温度限制，毕竟它的原料是塑胶。对于塑磁存在磁导率上不去的问题，这个问题并不影响该装置的性能，因为这个装置主要是应用于高频电源的。
“磁性装置”能重复加工、价低、应用频率高、可做成任意功率，广泛用于高频功率变压器和抗EMI，对高频铁氧体、高频镍锌应用领域都具有明显的威胁。对所有的高频电源中的材料都可以取替。
笔者：据悉，“塑磁装置”可以应用在变压器和电感器零件、直流电源转换器、高频率电源供应器、电磁波遮挡器等，那对于该装置在电感器和变压器领域的发展与应用前景您有什么看法？
郑教授：对于“磁性装置”在电子变压器、电感器领域的市场发展与应用前景是非常看好的，因为它拥有传统技术无法比拟的新亮点，如再造性、形状变化与使用高频电源等。根据我们的规划，如果企业配合的话，我们将在三年时间就可以让该产品取代现有的大部分高频应用的电感器。
“磁性装置”能重复加工、价低、应用频率高、可做成任意功率，广泛用于高频功率变压器和抗EMI，对高频铁氧体、高频镍锌应用领域都具有明显的威胁。
对于该产品打入市场的问题，我们是有一套计划与相关的负责部门的，天宝（天宝国际兴业有限公司）是合作对象之一。现阶段正处于初步阶段，主要是在和厂家进行对该装置介绍与了解。
对话磁性元器件行业专家
“磁性装置”的研发，在磁性组件行业引起了热切的关注，它的面世，对于磁性元器件行业来会否是一项令人振奋的革命性成果？
笔者走访了几位磁性元器件行业的专家，专家对于该“磁性装置”的发明有着自己的看法。尽管该“磁性装置”在某些方面是有一定的亮点，如可以循环使用、可变化尺寸及形状等，但是该装置还是没有具备掀起“磁性元器件行业新革命”的魄力。
软磁材料专家 刘九皋
（根据我们所了解的相关情况）这个装置不像想象中的那样神奇。我个人认为：第一，所用传统磁粉包括非晶纳米晶粉都没新意，添加比例再高，磁导率也就几百而已，铁粉心、磁粉心用了几十年了，无法取代锰锌铁氧体；第二，所谓任意功率，但12伏输出仅3安培电流，工作温度仅40度，有点失实；第三，使用频率高，可代替一些镍锌铁氧体，但抗EMI及EMC更高频率它就相形见绌了；第四，塑磁产品市场早已很火，金属、非晶属粉心还没退市，这项发明如果要真正打入市场，还需要继续做一些深入的研发工作。
软磁材料专家 阳开新
关于“磁性装置”并不是新鲜的研发，早就有（类似的）报道，以前的主要用于高频（几十MHz以上）。而“磁性装置”用于功率较大，频率较低（约1MHz左右）的电源，它用的固料——磁性材料，肯定不是铁氧体，应是磁导率较高的金属软磁粉末，而且充填率（按体积）应达到９０％左右，否则磁导率上不去，电感量就低，线圈储能达不到要求，功率就上不去。即使充填率比较高，其磁导率最高也只能达到几百，因此，其适用的范围很窄。若用于几MHz的电源也许可以，固料最好用非晶态的，否则功耗太大。
普思（Pulse）全球采购Sara
Polymer Bonded Magnetic已不是什么新东西了。许多人都曾经使用过。甚至普思以前也使用过。据我所知，至少有4家工厂有做过注入成型的polymer bonded magnetic。
Polymer Bonded Magnetic在一定程度上与铁粉心磁芯有相似之处。它们都具有分布间隙（空隙）。通常具有两个部分，一个是磁芯，可使用铁粉芯或其他粉芯，另外一个是粘合部份，这个可以是聚合物、有机物或非有机物粘结剂，（该“磁性装置”在这方面）也没什么新鲜的。
由于此类材料的特性是磁导率低，损耗高以及它的分布间隙，因此它适用于大电流和高频率产品。这便可以解释磁芯尺寸大而且仅可用于3A的原因。只有尺寸更大的磁芯才能满足可测量的磁性。
横店集团东磁有限公司 张爱国
这个信息（“聚合物粘合磁性装置”的研发面世的相关情况）我们也得到过，还同国内同行专家进行了交流，大家都认为（该“磁性装置”）暂时对Mn-Zn铁氧体不会构成太大的威胁，估计对高频使用的Ni-Zn铁氧体会有一点影响。我们的客户PULSE也认为（该“磁性装置”）没有什么新鲜的，以前PULSE用过，知道已经有4家工厂做这个产品，磁导率低，功耗高，只能在3安培以下电流工作。我们现在也在密切关注这个新兴发明的发展情况，毕竟它要是能替代铁氧体的话，会对整个行业产生巨大影响，这将是革命性和毁灭性的冲击。
台达电子（东莞）有限公司 徐月朗
据我所知，这种产品很多公司曾研发过，如日本的Murata，曾在塑料Bobbin中加入铁粉，制成同时具有共模与差模效果的 EMI filter，并且有申请专利，至于是否量产则不得而知。
对该种产品，我觉得最担心的还是可靠度问题，由于塑料材料的受热老化及变形的问题，磁路及磁阻所产生的core loss问题，绝缘，耐压及安规问题的考虑等，需要做一些系统而深入的研究。
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