非晶態金屬在日常生活中可見的兩種主要類型為：晶體材料和非晶體材料。晶體材料的內部原子排列遵循一定的規律，而非晶體材料的原子排列則呈現無規則的狀態。

非晶體金屬是一種獨特的材料，其原子呈現無序排列。相比之下，大多數金屬材料具有高度有序的晶體結構，其中原子按照周期性的方式排列，構成平行對稱性或旋轉對稱性（如晶體）以及鏡面對稱性和角對稱性（如准晶體）。與這種有序性相反，非晶體金屬在長距離上沒有明確的有序結構，但在中等和短距離尺度上可能存在一定程度的有序性。
 

科學家們發現，金屬在熔化後，其中的原子變得非常活躍。然而，一旦金屬開始冷卻，原子會隨著溫度的下降逐漸按照一定的晶體規律有序地排列，形成晶體結構。如果冷卻速度很快，原子來不及重新排列就會被固定住，由此產生了非晶體合金。製備非晶體合金採用的正是快速凝固工藝，將高溫液體噴射到高速旋轉的冷卻輥上。合金液體以每秒百萬度的速度迅速冷卻，僅用千分之一秒的時間就將1300℃的合金液體降至室溫，形成非晶帶材。

與晶體合金相比，非晶體合金在物理性能、化學性能和機械性能方面都發生了顯著的變化。它具有高飽和磁感應強度和低損耗的特點。這些特性使得非晶體合金材料可廣泛應用於在電子、航空、機械、微電子等領域。在航空領域，它能減輕電源和設備的重量，增加有效載荷。在民用電力和電子設備領域，它能大幅縮小電源體積，提高效率，增強抗干擾能力。



 

二、 什麼是奈米晶？

奈米晶（Nanocrystalline）是一種材料結構，指的是具有奈米尺度（一般在1到100奈米之間）的晶粒材料。晶粒是材料中的微小區域，由原子或分子按照一定的排列方式組成，形成晶體結構。

 

奈米晶可歸類於非晶態合金的一種，也稱金屬玻璃、液態金屬，非晶合金技術是現代的重點材料，由合金材料熔體超急冷凝固，凝固時原子來不及有序排列結晶，得到的固態合金是長程無序結構，組成它物質的分子（或原子、離子）不呈空間有規則周期性，沒有晶態合金的晶粒、晶界存在。這種非晶合金為近代成為材料科學界的研究開發重點。直接從融熔的鋼水經過快速冷卻成形為非晶帶材，是種冶金史上的革命，作為新型的軟磁材料，非晶合金材料，已廣泛應用於高性能磁芯。

三、 奈米晶磁芯與傳統鐵氧體磁芯的區別？

奈米晶磁芯相較於傳統的鐵氧體磁芯，在高頻應用中展現出一系列顯著的優勢。這些優勢主要源自於奈米晶材料的獨特特性，使得奈米晶磁芯在眾多電子和電力應用中成為理想的選擇。奈米晶磁芯具有極高的導磁率，頻率特性寬，非常適用於EMC濾波器，而居里溫度高達530℃ 以上，遠高於傳統鐵氧體磁芯的200℃ 以下，使得奈米晶磁芯具有極高的熱穩定性。

在共模電感應用中，奈米晶磁芯能更有效抑制共模雜訊。與鐵氧體磁芯等傳統軟磁材料相比，奈米晶磁芯高電感量，體積小，銅線匝數少。

奈米晶磁芯在各種應用中展現出卓越的性能，其獨特特點廣受關注。這種特殊材料結構在多個領域中皆表現出顯著的優越性能，特別是在高頻應用方面：
首先，奈米晶磁芯的高飽和磁感應強度（Bs）是一大優勢。相較於傳統鐵氧體磁芯，奈米晶磁芯的Bs高達1.2T，超過鐵氧體的兩倍以上。這對於製造共模電感至關重要，因為磁芯飽和，將導致電感量急劇下降。奈米晶合金憑藉其高飽和磁感應強度，在抵抗大電流和強干擾環境方面表現出優越性能。


其次，奈米晶磁芯具有高初始導磁率的特點，可達到10萬以上（10K Hz），遠超鐵氧體磁芯。這使得以奈米晶合金製造的共模電感在低磁場下具有更大的阻抗和較小的插入損耗，對於抑制弱干擾有出色效果。同時，高導磁率也使共模電感能夠在相同體積下實現更大的電感值和阻抗值，或在體積不變的情況下達到相同的性能。


此外，奈米晶合金具有優越的溫度穩定性。其居禮溫度高達530℃以上，相對於傳統鐵氧體，性能變化率明顯較低。這使得奈米晶合金能夠在不同溫度條件下保持穩定的性能，特別是在高溫或高負載情況下更能應對挑戰。


最後，奈米晶磁芯具有靈活的頻率特性。透過不同的製程，可以調整奈米晶磁芯的頻率特性，以適應不同的線圈匝數和應用需求。這種靈活性使得奈米晶磁芯在各種頻率範圍內都能展現出優異的性能。


奈米晶磁芯以其高飽和磁感應強度、高導磁率、優越的溫度穩定性和靈活的頻率特性，成為多個應用領域中的卓越選擇，為電子和電力領域帶來更多可能性。奈米晶合金的優勢在於提升干擾抑制效能、增強磁性能能力以及擴展應用範圍，為科技創新開闢了新的前景。與傳統的鐵氧體磁芯相比，奈米晶磁芯在高頻應用下展現出一系列引人注目的優點。