利用
磁性材料與磁場(chǎng)、光、電等間的相互作用產(chǎn)生的各種物理效應以及能量與信息間的相互轉換，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?，F簡(jiǎn)單介紹幾種主要的應用實(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(zhù)當今世界發(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)。磁記錄系統的核心由磁記錄/存儲介質(zhì)和磁頭組成。傳統磁記錄介質(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(pán)、磁鼓、磁卡、用作計算機外存儲器、航空航天記錄/存儲、數據交換系統、錄音錄像設備，電話(huà)、金融、車(chē)船票數碼識別裝置。磁頭，多數用高磁導率軟磁合金、高Bs軟磁鐵氧體精加工而成。金屬磁粉（MP）、連續薄膜介質(zhì)和非晶合金磁頭的應用，使磁記錄密度和系統性能顯著(zhù)提高。例如，硬磁盤(pán)每平方英寸的面記錄密度每年可提高30%以上。IBM在1990年開(kāi)發(fā)出磁電阻（MR）效應磁頭技術(shù)，使記錄密度增速每年達60%。1998年，該公司的GMR自旋閥磁頭實(shí)用化，使增速達到100%。1999年夏，IBM、富士通等公司宣布研制出20Gb/ HDD，接著(zhù)Seagate在因特網(wǎng)上報告了25Gb/的HDD新聞。據專(zhuān)家們猜測，能實(shí)現這樣高的記錄密度，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，正在應用多層膜的GMR效應研制非易失、抗輻射、長(cháng)壽命的磁電阻隨機存儲器（MRAM）。預計，21世紀可制出10Gb/存取速度0.5ns的產(chǎn)品。此外，美日科學(xué)家還應用納米制造技術(shù)，研制一種全新概念的超高密度磁盤(pán)--65Gb/量子磁盤(pán)（QMD）。
磁光盤(pán)是目前唯一實(shí)用化的可擦重寫(xiě)型光盤(pán)，用濺射工藝在聚碳酸酯一類(lèi)盤(pán)基上沉積非晶TbFeCo或NdDyFeCo膜制成。標準化產(chǎn)品有5.25〃和3.5〃兩種，2.5〃盤(pán)也在市售之中。5.25〃盤(pán)單面記錄密度可達1.3Gb/。速率在300Mb/s左右。目前大量用于文獻數據庫、宇航飛行器和超級計算機中作海量存儲器。
2 信息采集和轉換---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，應用十分廣泛。
磁傳感器，即以磁場(chǎng)或磁性介質(zhì)所具有的各種物理現象為中間量來(lái)檢測磁場(chǎng)強度、方向、位移、角度、溫度、電流等物理量的傳感器，由此可見(jiàn)，它們的產(chǎn)品種類(lèi)十分繁多。其特點(diǎn)是靈敏度高（0.1nT），反應速度快（DC~數kHz），非接觸計測。磁傳感器可使用超導體（SQUIDs）、半導體（霍爾器件，等）和
磁性材料，加永磁體作磁場(chǎng)構成。以前的產(chǎn)品幾乎都利用電磁感應原理工作，存在著(zhù)靈敏度相對較低、體積大等缺點(diǎn)。前述的MR、GMR磁頭，則是應用新效應工作的薄膜傳感器，可集成化。MR、GMR元件除用作讀寫(xiě)磁頭外，還用作電流傳感器，旋轉編碼器，數字直尺、錄相機精密齒節傳感器（分辨率可達15μm），汽車(chē)抱死系統（ABS）等。
利用非晶細絲、薄膜和納米晶合金軟磁薄膜的巨磁阻抗效應（GMI），可制成一種兼有超高靈敏度、微尺寸、快響應的傳感器。它采用交流檢測磁通量，不用線(xiàn)圈，非接觸，無(wú)磁滯，靈敏度比GMR傳感器還高1個(gè)數量級。日本佳能電子公司用納米晶軟磁膜開(kāi)發(fā)出長(cháng)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(chē)輛識別，檢測車(chē)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kHz的交流磁場(chǎng)。
巨磁致伸縮材料（TbDyFe合金）的研制成功，顯著(zhù)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 在通信中的應用
在移動(dòng)通信、微波/毫米波通信、衛星通信、程控交換機、固定電話(huà)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調諧振蕩器與濾波器、開(kāi)關(guān)、調制器，等等。在通信機中，軟磁元件的主要作用是：作加感線(xiàn)圈以降低信息衰減，增長(cháng)有線(xiàn)通信線(xiàn)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(xiàn)性寬帶交換器和脈沖變壓器，在數字通信中分離電位，調節電壓并轉換頻率；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，在通信機中完成頻率、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(dòng)基站需使用數10只隔離器；一個(gè)天線(xiàn)陣需用數千上萬(wàn)只鐵氧體移相器。
通信機的發(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(kāi)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實(shí)的基礎。1996年，日本電感元件的片式化率已達到總量的52%；應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頻段穩定地工作。日本手機用微波鐵氧體隔離器的尺寸已做到5×5×2mm。美國移動(dòng)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，光色補償，構成WDM系統中的光分插復用裝置；此外，還需使用可調磁光衰減器、增益均衡器等。目前，應用LPE磁性石榴石膜的光纖引出型、在線(xiàn)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(kāi)關(guān)、可調衰減器也已上市。正在加緊研發(fā)靜磁波波導集成磁光器件，如布拉格盒磁光調制器及其組件。
4通用磁性元器件
1） 開(kāi)關(guān)電源
開(kāi)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)現單片電源和薄型換流器。據報道，采用薄膜變壓器，用10MHz開(kāi)關(guān)頻率，輸出功率密度75W/，轉換效率可達95%。這里，應當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
從宇宙飛船的翼面驅動(dòng)、機器人和雷達天線(xiàn)驅動(dòng)，到計算機硬磁盤(pán)驅動(dòng)、打印機、電動(dòng)玩具等等，無(wú)不用到電動(dòng)機。電動(dòng)機和發(fā)電機的發(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，為電機的高效小型化做出了很大貢獻。稀土鈷永磁體的高溫（＞300℃）穩定性好，主要用作儀表電機，軍用和宇航用電動(dòng)機、電源發(fā)電機。高磁能積釹鐵硼系永磁體大量被用作硬盤(pán)驅動(dòng)用主軸電機（音圈電動(dòng)機，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(lái)越為電機制造廠(chǎng)家看好。日本的高速打印機幾乎已塑料化，即使用塑料粘結永磁體的電動(dòng)機驅動(dòng)。
3） 電聲器件
包括電動(dòng)揚聲器、發(fā)聲器和送受話(huà)器。世界電聲器件市場(chǎng)正從傳統的消費類(lèi)產(chǎn)品轉向信息化產(chǎn)品，計算機、通信設備和數字化音像設備，其中包括計算機外設、多媒體、個(gè)人通信機、HDTV、DVD、網(wǎng)上電視及網(wǎng)絡(luò )等產(chǎn)品。數字時(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)課題的基礎條件。目前正在開(kāi)發(fā)或試生產(chǎn)通信用薄型高性能揚聲器，微小型動(dòng)圈送話(huà)器，數字送話(huà)器，微小型傳聲器，數字式傳聲器，高性能平板揚聲器，高抗通信電聲器件，寬頻帶高保真立體聲耳機，高功率高可靠揚聲器等產(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(zhù)開(kāi)關(guān)電源、數字技術(shù)的高速發(fā)展，計算機、數字無(wú)線(xiàn)電、便攜電話(huà)等大量普及，對這類(lèi)抗EMI元器件的需求量猛增，以致發(fā)展成為一大類(lèi)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，應用LIC和HIC技術(shù)發(fā)展單片陣列化產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)新的寬帶薄型吸收體。
5市場(chǎng)預測
據不完全統計，1998年世界軟磁鐵氧體的總產(chǎn)量為22萬(wàn)噸，其中，中國產(chǎn)5萬(wàn)噸；預計2000年分別為30萬(wàn)噸和6萬(wàn)噸；到2005年，全世界可達到45萬(wàn)噸，其中，中國將生產(chǎn)15萬(wàn)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(wàn)噸，其中燒結永磁體38萬(wàn)噸，粘結96500噸，年增長(cháng)率分別是6.7%和3%；同年中國的總產(chǎn)量是12.7萬(wàn)噸，其中燒結磁體12萬(wàn)噸，粘結7000噸，年增長(cháng)率分別為20%和10%。這年世界稀土燒結永磁體產(chǎn)量10350噸，粘結1710噸，分別年增長(cháng)22.4%和19.8%；中國分別產(chǎn)4000噸和150噸，年增長(cháng)率53.7%和35.1%。按行業(yè)專(zhuān)家估算，到2005年，中國永磁鐵氧體的產(chǎn)量將達到21萬(wàn)噸，釹鐵硼永磁體將達到8000噸。
從以上幾個(gè)簡(jiǎn)單的數據看出，磁性材料的發(fā)展速度是很高的，其主要動(dòng)力源于信息產(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(zhù)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，擴大生產(chǎn)規模，拉動(dòng)全省經(jīng)濟的發(fā)展。例如浙江省，2000年磁性產(chǎn)品的銷(xiāo)售產(chǎn)值達到創(chuàng )紀錄的30億元以上，約為四川省的10倍。在西部開(kāi)發(fā)中，四川應高度重視磁性產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)，擴大生產(chǎn)規模。
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