磁粉心是由鐵磁性粉粒與絕緣介質混合壓制而成的一種軟磁材料，由于鐵磁性顆粒很小（高頻下使用的顆粒為0.5～5μm），又被非磁性電絕緣膜物質隔開，因此，一方面可以隔絕渦流，適用于較高頻率；另一方面由于顆粒之間的間隙效應，導致材料具有低導磁率及恒導磁特性；又由于顆粒尺寸小，基本上不發生集膚現象，所以，磁導率隨頻率的變化也就較為穩定。作為一種特殊的磁性材料，磁粉心主要用于高頻電感和變壓器。隨著應用市場的發展，近年磁粉心市場發展很快，在特殊的領域得到廣泛應用，顯現出良好的市場發展前景。

一、磁粉心的種類

　　磁粉心的磁電性能主要取決于粉粒材料的導磁率、粉粒的大小和形狀、它們的填充系數、絕緣介質的含量、成型壓力及熱處理工藝等。最常用的磁粉心有鐵粉心、坡莫合金粉心及鐵硅鋁粉心3種。

　　1.鐵粉心

　　常用鐵粉心由羰基鐵磁粉及樹脂羰基鐵磁粉構成，在磁粉心中其價格最低，飽和磁感應強度值在1.4T左右，磁導率范圍從22～100H/m，初始磁導率μi隨頻率的變化穩定性好，直流電流疊加性能好，但高頻下損耗較高。

　　2.坡莫合金粉心

　　坡莫合金粉心主要有鉬坡莫合金粉心（MPP）及高磁通量粉心（High Flux）。

　　MPP是由81%的Ni、2%的Mo及Fe粉構成，在磁粉心材料中其價格最貴，主要特點是：飽和磁感應強度值在0.75T左右；磁導率范圍大，從14～550H/m；在磁粉心中具有最低的損耗；溫度穩定性極佳，廣泛用于太空設備、露天設備等；磁致伸縮系數接近于0，在不同的頻率下工作時無噪聲產生。MPP主要應用于300kHz以下的高品質因素濾波器、感應負載線圈、諧振電路，通常還用于對溫度穩定性要求高的LC電路、輸出電感、功率因素補償電路、AC電路等。

　　高磁通粉心（HF）是由50%的Ni、50%的Fe粉構成，價格低于MPP，主要特點是：飽和磁感應強度值在1.5T左右；磁導率范圍從14～160H/m；在磁粉心中具有最高的磁感應強度，最高的直流偏壓能力；磁心體積小。HF主要應用于線路濾波器、交流電感、輸出電感、功率因素校正電路等，在DC電路中常用，在高DC偏壓、高直流電和低交流電上用得也較多。

　　3.鐵硅鋁粉心

　　鐵硅鋁粉心主要由9%的Al、5%的Si、85%的Fe粉構成，主要是替代鐵粉心，損耗比鐵粉心低80%，可在8kHz以上的頻率下使用，飽和磁感在1.05T左右，導磁率26～125H/m，磁致伸縮系數接近于0，在不同的頻率下工作時無噪聲產生，比MPP有更高的DC偏壓能力，具有很高的性能價格比。鐵硅鋁粉心主要應用于交流電感、輸出電感、線路濾波器、功率因素校正電路等，有時也替代有氣隙鐵氧體作變壓器鐵芯使用。表1列出了鐵粉心、鉬坡莫合金粉心（簡稱鐵鎳鉬，MPP）、鐵硅鋁種金屬磁粉心的性能對比。

二、應用開發發展歷史

　　磁粉心的發展具有悠久的歷史，早在1921年，美國西方電氣公司C.W.Elmen等首先成功地用電解鐵粉壓制成了用作電話加感線圈的粉心，但這種粉心損耗大，電感系數（Q）小；1923年，他們又發明了高磁導率坡莫合金，1927年首次制成了坡莫合金磁粉心。1940年美國貝爾實驗室的F.J.Given等開發了含銅坡莫合金磁粉心，由于加了2%～4%的少量鉬，該磁心因具有高的磁導率和電阻率、時間穩定性好、溫度系數小、損耗低等特點而受重視。德國西門子公司于1935年研制成了羰基鐵磁粉心，日本東北大學金屬材料研究所山本等人開發出了鐵硅鋁合金（Sendust）磁粉心并將其商品化。

　　自1940年開發了鉬坡莫合金磁粉心后，其加工工藝不斷完善成熟，磁粉心的生產達到定型并形成系列化，實現了商品化生產，當時僅美國年產這種磁粉心就已達2000萬只。在美國除西方電氣公司外，巴特勒磁性材料公司等也生產鉬坡莫合金磁粉心。此外英國標準電話電纜有限公司以及前蘇聯有關廠家也生產磁粉心，并在20世紀50年代得到廣泛應用。二次大戰后由于鐵氧體的迅速開發，在一般應用中代替了磁粉心，但因鐵氧體的Bs低，只能在低功率下使用；因此，20世紀80年代初，日本開發了用于高頻整流電源扼流圈用的新磁心（HP磁心），它使用的原材料價格便宜，磁心性能可與鉬坡莫粉心相媲美。與此同時，美國還開發了非晶態合金粉末，1984年美國聯合公司的D.Raybould用Fe79B16Si5（聯合公司牌號，Metglas2605S3）非晶粉末壓制成了非晶磁粉心，這為磁粉心的再開發與應用注入了新的活力。

　　由于應用的需要，除了鐵粉外還有其它金屬合金粉末，日本磁學界將其叫做壓粉心，中國普遍則稱之為磁粉心。至目前，按磁粉心的性能可分為低損耗、高Bs、低成本與低損耗等幾種；若按成分與應用來看，仍以金屬磁粉心為主，盡管現在已出現非晶、納米非晶磁粉心，但還在金屬之列。常用的有羰基鐵、鐵硅鋁、坡莫合金磁粉心，發展比較快的還有鐵（Fe）基和鈷（Co）基非晶合金磁粉心。

三、磁粉心產業現狀

　　鐵粉心在磁粉心系列產品中應用領域最廣、用量最大，分為普通型和羰基鐵，羰基鐵主要應用于高性能和高頻電感，用量比較小；普通鐵粉心材料性能趨向老化，在品質、性能方面已經基本上沒有優勢，但在價格上的優勢是其他類型磁粉心不能相比的。隨著技術的進步，一些新的合金材料逐漸走向市場，例如鐵鎳鉬粉心、鐵硅鋁粉心、鐵鎳50等；然而，鐵粉心仍然占據著主要市場份額，主要原因是鐵粉心的價格便宜。有些工程師嘗試用合金材料替代鐵粉心，但替代量也極少，主要是用于高頻變壓器類產品，而且用量很少，成本也高。對于同樣用途的產品，鐵粉心價格約為鐵硅鋁、鐵鎳鉬、鐵鎳50等合金材料價格的1/3左右，如此大的價格差異，讓性價比等各方面都優于鐵粉心的鐵硅鋁、鐵鎳鉬、鐵鎳50等合金材料在市場上只能作為擺設品，這種情況在國內、國際市場上都大致相同。

　　國內鐵粉心企業生產設備和技術相對落后，磁粉心產品層次普遍低于歐美和日本。原料羰基鐵粉的供應企業約10家左右，平均價格約100元/kg，但因應用不同，其性能差異較大，價格也有較大差別；高檔粉需要從國外進口。隨著電子元器件低成本、低損耗、小型化、集成化的發展趨勢，陳舊的設備和落后的技術使得國內一些小企業已無力于市場競爭，或者退出或者只是在簡單“復制”別人的產品，由于所“復制”的大多是別人的初級產品，所以，市場競爭力比較差，而且這樣的風險很大。

　　中國從事磁粉心及原料生產的大大小小企業約30多家，但是，技術上占有優勢的企業只有為數不多的幾家，國內具有一定生產規模以上企業約3家，分別是北京七星飛行電子有限公司、湖州科達、東磁集團，上市企業僅有3家，分別是東磁集團公司、安泰科技、吉恩鎳業，這些企業的部分產品可以達到國際標準，如北京七星飛行電子有限公司的高磁通磁粉心(h類)產品，以及橫店東磁集團的鐵鎳鉬DM572160、鐵硅鋁DS572125等。但國際上公認的品牌主要還是歐美和日本的一些大品牌，例如美國的阿諾德，微金屬，日本的TDK等，而且整機廠商大多都有自己固定的供應商。國內產品在國際市場上的認可度低，大大削弱了企業技術投入的積極性。除了這些比較有自己優勢的企業外，中國大部分的企業生產規模都比較小，擁有自主研發和生產能力的就更是屈指可數，主要集中在長三角和珠三角地區，而且區域發展良莠不齊。

　　目前，磁粉心材料制粉大多采用水霧化技術，國內已經有精煉造粒及惰性氣體保護磨粉技術的報道，將磁粉心材料雜質和氧含量降低了1個數量級，大大降低了磁粉心材料的功率損耗；在粉末表面涂覆上絕緣物質，降低了磁粉心產品的渦流損耗；產品在多混合氣氛保護狀態下退火，消除了壓制應力和雜質含量。低功耗FeSiAl材料不僅使諸如平板電視、筆記本電腦、變頻空調、路由器、混合動力汽車等電源的轉化效率得以提高，而且功率損耗降低了50%以上，大大降低了電源的整體能耗，使電源逐漸向高頻、大功率、小型化發展成為了可能，使電器及電子設備的整體體積也向小體積、便捷化方向發展。

　　從世界范圍來看，磁粉心生產和應用主要還是以西歐、美國、日本及韓國為主（表2），而且主要的技術和生產設備都集中在這些國家和地區。近年來，由于能源的緊張和環保要求越來越高，使得勞動密集型的金屬磁粉心行業在西歐、美國等國家和地區受到了限制，發達國家紛紛把目光投向了資源豐富且勞動力價格相對比較低廉的發展中國家，并逐漸實施本土化戰略。中國以及東南亞成為了發達國家轉移生產線的新基地，例如美國阿諾德磁材有限公司在深圳建立了生產線，日本和韓國以及中國臺灣的一些廠商也紛紛尋機在珠三角地區建立生產基地，韓國東部精密化學株式會社也在深圳建立了生產線。總體來看，中國國內磁粉心生產規模小、設備落后、資金不足、產品檔次低，95%以上的市場被國外企業控制。

四、磁粉心的市場發展前景