【引言】

传统的硅钢等软磁材料电阻率较低，难以满足下一代高频高效电机的需求。因此，需要开发具有高电阻率的新型软磁材料以适应高频应用。同时，传统的叠片加工方式无法有效制造异性电机定子，这限制了高频电机的设计和开发。为了解决这些问题，我们设计了一种新型的高电阻率软磁高熵合金，并采用低成本的元素粉末作为前驱体。通过激光粉末床熔融增材制造技术，我们成功实现了原位合金化以及复杂电机定子的制造。

【成果简介】

最近，华中科技大学材料科学与工程学院柳林教授团队利用原位增材制造技术，成功制备出适用于高频应用的电机铁芯。该铁芯材料是一种新型的软磁高熵合金CoFeAlMnCr，具有高电阻率和优异的磁性能。其电阻率高达201.6 μΩcm，矫顽力为87.5 A/m。团队使用激光粉末床熔融（LPBF）技术原位制备了这一电机铁芯材料。通过调整工艺，有意引入了微裂纹，电阻率增加了约10倍，达到2170 μΩcm，成功抑制了高频应用中的涡流损耗。同时，矫顽力降低至320.7 A/m，饱和磁感应强度高达1.53 T。该LPBF-CoFeAlMnCr材料不仅具有优异的磁性能，还具备高电阻率，为高频电机的设计和开发提供了新的材料和方法。

相关论文以题为“Achieving excellent soft-magnetic properties in CoFeAlMnCr high entropy alloy by in-situ additive manufacturing”近期发表在Scripta Materialia 2024, 252: 116282（https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2024.116282）。论文第一作者为华中科技大学博士后安佰灵，通讯作者为华中科技大学材料科学与工程学院张诚教授和柳林教授。该研究得到了国家自然科学基金（No. 52192604和No. 52301206）和博士后科学基金（No. 2023M741248）等项目资助。

【图文导读】

图1 新型软磁高熵合金的开发

图2 原位增材制造电机定子及其微观组织

图3 原位增材制造电机定子的磁性能和电阻率