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磁畴二维序构软磁金属复合材料的MHz大功率能量转换研究

批准号:
91963201
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
300.0 万元
负责人:
薛德胜
依托单位:
学科分类:
金属功能材料
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
薛德胜

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
针对高效电能转换电力电子系统高频化发展面临的瓶颈—缺乏合适的软磁材料这一国家重大需求和国际前沿,以磁畴为功能单元、以磁畴磁矩的空间取向为序构、以磁畴静态和动态两个层次的二维序构为创新性设计,围绕磁畴二维序构软磁金属复合材料在MHz高频下的大功率能量转换机制这一核心关键科学问题开展研究,拟突破和颠覆现有大功率转换材料只能工作在100kHz以下的现状和认识,实现100kHz-10MHz从无到有的高效能量转换目标。项目以高饱和磁化强度金属颗粒为载体(Fe基合金和平面型稀土),针对MHz下的高磁能密度实现和电磁损耗控制两大主题,重点开展三方面的研究:1)颗粒内部磁畴二维序构的控制与大功率能量转换效率关系;2)复合材料颗粒间磁畴二维序构控制与大功率能量转换效率关系;3)磁畴二维序构复合材料提高能量转换效率理论与测试方法。本项目的研究结果将为亟需的MHz高效能量转换电力电子系统的实现提供可能。
英文摘要
The lack of suitable soft magnetic materials in high-frequency and high-power conversion area is a bottleneck of the development of high frequency power electronic system, which is also the hot spot of the frontier basic research and the national major demand. This project is intended to achieve the goal of 100 kHz-10 MHz high-efficiency energy conversion from nothing by break through the current situation that the existing high-power conversion materials can only work below 100 kHz. The project is focused on the key scientific problem of the high-power energy conversion efficiency mechanism of the soft magnetic metal composites with the two-dimensional structure of magnetic domain sequence (2DSMDS) at MHz frequency. Where, the magnetic domain is the functional unit, the spatial orientation of the magnetic domain moments is the sequence, and the static and dynamic 2DSMDS are the innovative design. The project is mainly carried out high magnetic energy density realization and electromagnetic loss control at MHz frequency with high saturation magnetization Fe-based alloy and easy-plane-type rare earth compounds. The project include three aspects. The relationship between the control of 2DSMDS in a single particle and its high-power energy conversion efficiency. The relationship between the control of 2DSMDS in composite and its high-power energy conversion efficiency. Theory and characterization methods of the improved energy conversion efficiency in the 2DSMDS composites. The results of the project will provide a possibility of the implementation of power electronic system with high-power energy conversion efficiency at MHz frequency.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1103/physrevapplied.16.034032
发表时间: 2021-09
期刊: Physical Review Applied
影响因子: 4.6
作者: [Dongxing Yu;Chaowei Sui;D. Schulz;J. Berakdar;C. Jia]
通讯作者: Dongxing Yu;Chaowei Sui;D. Schulz;J. Berakdar;C. Jia
DOI: 10.1016/j.jechem.2022.12.038
发表时间: 2023-01
期刊: Journal of Energy Chemistry
影响因子: 13.1
作者: [Zhengmei Zhang;Lei Jia;Tong Li;Jinmei Qian;Xiaolei Liang;D. Xue;D. Gao]
通讯作者: Zhengmei Zhang;Lei Jia;Tong Li;Jinmei Qian;Xiaolei Liang;D. Xue;D. Gao
DOI: --
发表时间: 2023
期刊: Appl. Phys. Lett. 122, 212105 (2023)
影响因子:
作者: [Kun Tao]
通讯作者: Kun Tao
DOI: 10.1038/s41427-020-0217-8
发表时间: 2019-07
期刊: NPG Asia Materials
影响因子: 9.7
作者: [Dongxing Yu;Jiyong Kang;J. Berakdar;C. Jia]
通讯作者: Dongxing Yu;Jiyong Kang;J. Berakdar;C. Jia
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    铁磁单晶金属薄膜各向异性磁电阻的对称性和相移变化机制
    • 批准号:
      12174163
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      61万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      薛德胜
    • 依托单位:
    界面磁电耦合诱导的磁性金属薄膜的可变形微波磁谱
    • 批准号:
      11674143
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      70.0万元
    • 批准年份:
      2016
    • 负责人:
      薛德胜
    • 依托单位:
    条纹畴结构金属薄膜的微波高磁导率机制
    • 批准号:
      51371093
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      85.0万元
    • 批准年份:
      2013
    • 负责人:
      薛德胜
    • 依托单位:
    异质纳米结构软磁薄膜的微波高磁导率研究
    • 批准号:
      11034004
    • 项目类别:
      重点项目
    • 资助金额:
      260.0万元
    • 批准年份:
      2010
    • 负责人:
      薛德胜
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金