国家科技进步奖公示材料.doc

国家科技进步奖公示材料
项目名称：功率型高频宽温低功耗软磁铁氧体关键技术及其产业化
提名者及提名意见：
提名者：浙江省
提名意见：功率型软磁铁氧体材料是国民经济和国防建设的关键基础材料，我国过去与国外差距巨大。该项目开展了长期产学研合作研究，发明了锰锌和镍锌铁氧体多离子联合替代新技术，研发了高频宽温锰锌和镍锌功率铁氧体新配方，突破了锰锌和镍锌块体铁氧体烧结等生产关键技术和薄片铁氧体流延生产关键技术，建立了块体和薄片高频宽温低功耗铁氧体成套生产工艺。系统创新和集成核心生产装备，分别建立了我国首条块体和薄片高频宽温低功耗铁氧体生产线，实现了规模化稳定生产。
该项目达到国际领先水平。锰锌铁氧体工作频率由200kHz以下提高到5MHz，镍锌铁氧体工作频率达10MHz，功耗显著降低，温度特性明显改善。已授权国家发明专利89项，制定国际、国家和行业标准10项，发表论文50多篇，出版著作1部。项目参加企业发展为我国技术水平和产品性能最好的龙头企业，为我国国民经济、国防建设和重大科学工程作出了重要贡献。
该项目改变了我国功率铁氧体的落后面貌，推动我国功率型软磁铁氧体产业进入了世界先进行列。经审查确认推荐材料真实有效。提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。
项目简介
功率铁氧体广泛应用于能源、信息、交通、国防等重要领域，是国民经济和国防建设的关键基础材料。电力、电子设备的小型、高效和节能化，对功率铁氧体工作频率和功率损耗的要求日益提高。我国功率铁氧体技术水平过去与国外差距巨大，受到专利和技术封锁，长期存在工作频率低、功率损耗高、温度特性差等严重问题。该项目针对锰锌和镍锌功率铁氧体进行了长期产学研合作研究，解决了高频条件下保持低功耗的难题，突破了高频宽温低功耗功率铁氧体核心生产技术，实现了规模化生产和广泛应用，推动我国功率铁氧体跨入世界先进行列。主要创新如下：（1）发明高频宽温铁氧体多离子联合替代新技术，揭示了离子替代对铁氧体磁性能、频率特性和温度特性的作用规律及机理，研发了高频宽温锰锌和镍锌功率铁氧体新配方。（2）突破块体和薄片高频宽温低功耗功率铁氧体生产关键技术，建立了高频宽温低功耗块体和薄片铁氧体成套生产工艺。（3）创新和集成核心生产装备，实现了块体和薄片高频宽温低功耗铁氧体规模化稳定生产。该项目创新性突出，成果达到国际领先水平。锰锌铁氧体工作频率由200kHz以下提高到5MHz。镍锌铁氧体工作频率达10MHz。同时，材料温度特性显著改善。已授权国家发明专利89项制定国际、国家和行业标准10项，发表论文50多篇，出版著作1部。成果在项目参加企业全面应用，促进企业发展为我国技术水平和产品性能最好的龙头企业，被认定为首批国家知识产权示范企业，获浙江省标准创新重大贡献奖。产品不仅应用于新能源汽车、高铁、手机等重要民用领域，还应用于我国多项航空航天和军事装备，为我国国民经济、国防建设和重大科学工程作出了重要贡献。该项目2010和2018年两次获浙江省科技进步一等奖。5项产品评为国家重点新产品，1项产品评为浙江省优秀工业产品。项目团队获批成立磁性材料浙江省工程实验室和浙江省新型（磁性）信息材料重点实验室。
客观评价
（1）沈保根、都有为、李卫3位院士领衔的的鉴定委员会，对“功率型高频宽温低功耗软磁铁氧体关键技术及其产业化”项目评价为：“开发了锰锌与镍锌功率铁氧体多离子联合替代新技术，创新性设计了高频宽温低功耗锰锌与镍锌铁氧体配方，揭示了不同掺杂离子间的交互作用及对磁性能的影响；创新和集成关键生产技术和核心装备，…建立了高频宽温低功耗块体和薄片功率软磁铁氧体成套技术和装备，实现了产业化。…形成了系统的自主知识产权，该成果创新性强，达到国际领先水平”。“产品具有工作频率高、工作温度宽、功率损耗低等特性，主要性能和功耗指标达到或超过国外先进水平…产品已应用于…等重大装备，…并用于高铁、智能电网、新能源汽车、手机、家用电器等领域，产生了重大的经济和社会效益。”（2）“高性能锰锌、镍锌铁氧体材料与器件研发及产业化”项目，获2010年浙江省科学技术一等奖。（3）“高频宽温低功耗功率铁氧体生产关键技术与产业化”项目，获2018年浙江省科技进步一等奖。（4）“主导制定铁氧体磁芯国际标准”，获2018年浙江省标准创新重大贡献奖。（5）横店集团东磁股份有限公司确定为首批国家知识产权示范企业。（6）5项产品评为国家重点新产品，1项产品评为浙江省优秀工业产品。
应用情况
该项目成果已在项目参加企业横店集团东磁股份有限公司、天通控股股份有限公司全面应用，促进企业软磁铁氧体技术水平和产品性能实现重要跨越，已成为我国软磁铁氧体领域前两位的龙头企业。
横店集团东磁股份有限公司不仅成为苹果、华为、台达等国际知名企业的功率铁氧体供应商，并且配套我国具有战略意义的多项武器装备。天通控股股份有限公司功率铁氧体产品供应EATON、SUMIDA、TESLA MOTORS、库柏、村田、立讯精密等知名企业，应用于三星、华为等知名品牌手机的近场通讯和无线充电组件，性能达到或超过日韩水平。在国防军工领域，应用于若干尖端武器和重大科学工程。
主要知识产权和标准规范等目录（不超过10件）
知识产权（标准）类别
知识产权（标准）具体名称
国家
（地区）
授权号（标准编号）
授权（标准发布）日期
证书编号
（标准批准发布部门）
权利人（标准起草单位）
发明人（标准起草人）
发明专利（标准）有效状态
发明专利
一种制备高性能MnZn铁氧体的离子联合替代方法
中国
ZL201710453694 .8
2018.05.01
2909888
浙江大学
严密，霍骅鑫，金佳莹，白国华
有效
发明专利
一种高频宽温低损耗MnZn铁氧体的烧结过程气氛控制方法
中国
ZL201710935952 .6
2018.09.21
3082239
浙江大学，横店集团东磁股份有限公司
严密,金佳莹,霍骅鑫,白国华,包大新,杜阳忠,魏中华
有效
发明专利
EI型磁芯的生产方法及气隙切割设备
中国
ZL201210218858.6
2014.12.31
1556657
横店集团东磁股份有限公司
王开旺，杜阳忠
有效
发明专利
具有高频低温度系数低损耗MnZn软磁铁氧体材料及其制备方法
中国
ZL201710453159 .2
2018.05.01
2909887
浙江大学
严密,霍骅鑫,金佳莹,白国华,包大新
有效
发明专利
一种基于核壳结构晶粒制备低功率损耗锰锌铁氧体的方法
中国
ZL201710537435 .3
2018.06.19
2965718
浙江大学
严密,白国华,霍骅鑫,姜银珠,王小雨,金佳莹,马天宇
有效
发明专利
一种超低功耗镍锌铁氧体及其制备方法
中国
ZL201110226332.8
2013.06.05
1208592
天通控股股份有限公司
覃金，马占华，徐方舟，聂敏，孙蒋平，申志刚
有效
发明专利
高初始磁导率、低损耗NiZn铁氧体材料及其制备方法
中国
ZL200510060652.5
2007.10.03
350276
横店集团东磁股份有限公司
何时金，包大新，张涛，葛蕴刚
有效
发明专利
一种无线信号感应用镍锌铁氧体材料、薄片磁心及其制备方法
中国
ZL201210226856.1
2014.10.22
1500822
天通控股股份有限公司
孙蒋平，聂敏，马占华，黄宏辉，徐方舟
有效
发明专利
高频细晶粒软磁铁氧体磁体材料及其生产工艺
中国
ZL02150733.3
2005.10.05
230672
横店集团东磁股份有限公司
何时金，包大新，刘亚丕
有效
发明专利
批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法
中国
ZL200710156544.7
2011.01.12
727897
横店集团东磁股份有限公司
严正信, 刘亚丕, 包大新,金鑫
有效

主要完成人情况
严密，第一完成人，教授，浙江大学
项目负责人，为主制定项目总体研究计划和实施方案(创新点1～3；提出锰锌和镍锌铁氧体多离子联合替代新思路(创新点1)；为主研发铁氧体六段气氛控制技术和流延新技术 (创新点2)；解决了高频宽温低功耗功率铁氧体生产技术及核心装备创新中的一些关键问题(创新点2，3)，组织了成果产业化。是ZL20170453694.8等核心发明专利的主要发明人。

白国华，第二完成人，讲师，浙江大学
参加高频宽温铁氧体多离子联合替代新技术研发(创新点1)；参加锰锌铁氧体六段气氛控制技术研究，为主进行镍锌铁氧体低温烧结技术研发 (创新点2)；解决了高频宽温低功耗功率铁氧体生产技术及核心装备创新的部分关键问题(创新点2，3)，参与了成果产业化。是ZL201710935952.6等核心发明专利的主要发明人。

包大新，第三完成人，高工，横店集团东磁股份有限公司
参与了高频宽温铁氧体多离子联合替代新技术研究(创新点1)；参与了镍锌铁氧体低温烧结技术研究，参与了块体和薄片高频宽温低功耗功率铁氧体生产关键技术研究，为主解决了项目成果在横店集团东磁股份有限公司产业化过程中出现的主要问题(创新点2)；主持了烧结窑炉的结构创新和节能环保改造，解决了部分关键技术问题(创新点3)。是ZL200510060652.5等核心发明专利的主要发明人。

张雪峰，第四完成人，教授，杭州电子科技大学
参与了高频宽温铁氧体多离子联合替代新技术研究(创新点1)；参与了铁氧体烧结新技术和流延技术研究，参与指导了项目成果在天通控股股份有限公司的中试和产业化，解决了部分关键技术问题(创新点2，3)。是“功率型高频宽温低功耗软磁铁氧体关键技术及其产业化”等课题的主要完成人。

孙蒋平，第五完成人，高工，天通控股股份有限公司
参与了高频宽温铁氧体多离子联合替代新技术研究(创新点1)；参与了薄片铁氧体流延关键生产技术研究(创新点2)；为主解决了项目成果在天通控股股份有限公司产业化过程中的主要问题(创新点2，3)。是ZL201210226856.1等重要发明专利的主要发明人。

马占华，第六完成人，工程师，天通控股股份有限公司
参与了锰锌和镍锌铁氧体烧结新技术的研发(创新点2)，参与了块体和薄片高频宽温低功耗功率铁氧体生产关键技术在天通控股股份有限公司的产业化应用，参与了薄片铁氧体流延生产线建设，解决了部分关键技术问题(创新点2，3)。是ZL201110226332.8等重要发明专利的主要发明人。

杜阳忠，第七完成人，工程师，横店集团东磁股份有限公司
参与了锰锌和镍锌铁氧体烧结新技术研发(创新点2)；参与了块体和薄片高频宽温低功耗功率铁氧体生产关键技术研究以及在横店集团东磁股份有限公司的产业化应用，参与了横店集团东磁股份有限公司的高频宽温低功耗铁氧体生产线建设，解决了部分关键技术问题(创新点2，3)。是ZL201210218858.6等重要发明专利的主要发明人。

金佳莹，第八完成人，讲师，浙江大学
参加了高频宽温铁氧体多离子联合替代新技术研究(创新点1)；参加了高频宽温低功耗功率铁氧体生产技术研究，解决了部分技术难题(创新点2，3)，是ZL201710453159.2等重要发明专利的主要发明人。

葛洪良，第九完成人，教授，中国计量大学
参与锰锌铁氧体多离子联合替代技术研究(创新点1)；参与了块体和薄片高频宽温低功耗功率铁氧体的产业化技术研究，参与指导了项目成果在横店集团东磁股份有限公司的中试和产业化，解决了部分关键技术问题(创新点2，3)。是“高性能锰锌、镍锌铁氧体材料与器件研发及产业化”等项目的主要完成人。

胡军，第十完成人，教授，完成单位：浙江大学，工作单位：浙江工业大学
参与了锰锌和镍锌铁氧体烧结技术研发(创新点2)；是高频宽温低功耗功率铁氧体在在横店集团东磁股份有限公司产业化的技术骨干，参与了关键生产技术的集成创新 (创新点2，3)，解决了部分关键技术问题。是J. Magn. Magn. Mater. 305 (2006) 171等系列重要论文的主要作者。

主要完成单位及创新推广贡献
1. 浙江大学，为主开展功率型高频宽温低功耗铁氧体的基础研究和实验室小试研究，发明了锰锌铁氧体和镍锌铁氧体多离子联合替代新技术，揭示了离子替代对铁氧体磁性能、频率特性和温度特性的作用规律及机理，研发了高频宽温锰锌和镍锌功率铁氧体新配方。为主突破锰锌铁氧体六段气氛控制烧结和镍锌铁氧体低压烧结等生产关键技术，与其它项目参加单位共同建立了高频宽温低功耗块体铁氧体成套生产工艺。协调和指导了项目成果在合作企业的中试和产业化，与其它项目参加单位共同创新和集成块体和薄片功率铁氧体核心生产装备，共同建立了块体和薄片高频宽温低功耗铁氧体生产线。
2. 横店集团东磁股份有限公司，在浙大、杭州电子科大和中国计量大学指导下，建立了块体和薄片高频宽温低功耗铁氧体生产线，为主完成了项目成果在本单位的中试和产业化，稳定高效地实现了高频宽温低功耗铁氧体在本单位的规模化生产。被评为首批国家知识产权示范企业，多项产品评为国家重点新产品和浙江省优秀工业产品。公司不仅成为苹果、华为、台达等国际知名企业的功率铁氧体供应商，并且配套我国具有战略意义的多项武器装备。
3. 天通控股股份有限公司，在浙大、杭州电子科大和中国计量大学指导下进行了关键生产技术及核心装备的创新与集成，解决了中试和产业化过程中的主要技术问题，稳定高效地实现了高频宽温低功耗铁氧体在本单位的规模化生产。功率铁氧体产品供应EATON、SUMIDA、TESLA MOTORS、库柏、村田、立讯精密等知名企业，应用于三星、华为等知名品牌手机的近场通讯和无线充电组件，性能达到或超过日韩水平。应用于若干尖端武器和重大科学工程。牵头制定多项铁氧体磁芯国际、国家和行业标准，获2018年浙江省标准创新重大贡献奖。
4. 杭州电子科技大学，参与了功率型高频宽温低功耗铁氧体的基础研究和实验室小试研究，参与了离子替代对铁氧体磁性能、频率特性和温度特性的作用规律及机理研究，参与研发了高频宽温锰锌和镍锌功率铁氧体新配方。参与了锰锌和镍锌铁氧体关键生产技术创新，与项目其它参加单位共同建立了高频宽温低功耗薄片铁氧体成套生产工艺。参与指导了项目成果在天通控股股份有限公司的中试和产业化。
5. 中国计量大学，参与了功率型高频宽温低功耗铁氧体的基础研究和实验室小试研究，参与了离子替代对铁氧体磁性能、频率特性和温度特性的作用规律及机理研究，参与研发了高频宽温锰锌和镍锌功率铁氧体新配方。参与了锰锌和镍锌铁氧体关键生产技术创新，与项目其它参加单位共同建立了高频宽温低功耗块体铁氧体成套生产工艺。参与指导了项目成果在横店集团东磁股份有限公司的中试和产业化。

完成人合作关系说明
本项目完成人均为本人为负责人的功率型高频宽温低功耗软磁铁氧体研究团队核心骨干或长期合作伙伴，也是本人为团队带头人的浙江省磁性材料重点科技创新团队成员。白国华、金佳莹、葛洪良、胡军均博士毕业于浙江大学，在读博甚至本科生学习期间就参与本项目实验研究和理论分析。葛洪良和胡军博士毕业后分别到中国计量大学等高校继续从事本项目相关研究，白国华、金佳莹博士毕业后留校，继续在浙江大学开展本项目相关研究至今。
完成人包大新、杜阳忠、孙蒋平、马占华分别是本项目在横店东磁和天通控股的技术负责人或技术骨干，为主负责本项目成果在所在公司的产业化实施。包大新为主负责本项目成果在横店东磁的转化应用以及产业化过程中的创新，是横店东磁功率铁氧体方向技术负责人。杜阳忠是横店东磁功率铁氧体方向技术骨干。孙蒋平为主负责本项目成果在天通控股的转化应用以及产业化过程中的创新，是天通控股功率铁氧体方向负责人。马占华是天通控股功率铁氧体方向技术骨干。他们与浙江大学、杭州电子科技大学和中国计量大学联合攻关，解决了中试和产业化过程中出现的关键技术问题，实现了高频宽温低功耗功率铁氧体材料的稳定和高效生产。
张雪峰是杭州电子科大软磁材料学术带头人，已与本人开展长时间合作，共同指导了多名研究生，为本项目多个创新点作出了贡献，与本人和其他完成人共同申报了201810947763.5等多项国家发明专利。
多年来，5家单位长期产学研合作，共同完成了多项本项目相关课题。本人牵头与白国华、包大新、金佳莹、孙蒋平、马占华、杜阳忠等共同完成的“高频宽温低功耗功率铁氧体生产关键技术与产业化”项目，获2018年浙江省科技进步一等奖；葛洪良与包大新、杜阳忠等共同完成的“高性能锰锌、镍锌铁氧体材料与器件研发及产业化”项目，获2010年浙江省科学技术一等奖。