纳米晶软磁合金（Nanocrystalline soft magnetic alloy）（ NANOMET合金）
矫顽力（coercive force）是指磁性材料在饱和磁化后，当外磁场退回到零时其磁感应强度B并不退到零，只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到零，该磁场称为矫顽磁场，又称矫顽力。在永磁材料的退磁曲线上，当反向磁场增大到某一值$H_C$时，磁体的磁感应强度B为0，称该反向磁场为该材料的矫顽力$H_C$；在反向磁场为$H_C$时，磁体对外不显示磁通，因此矫顽力$H_C$表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应的能力。$H_C$是磁路设计中的一个重要参量之一。
磁导率，英文名称：magnetic permeability，表征磁介质磁性的物理量。表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后，产生磁通的阻力或是其在磁场中导通磁力线的能力。其公式μ=B/H 、其中H=磁场强度、B=磁感应强度，常用符号μ表示，μ为介质的磁导率，或称绝对磁导率。通常使用的是磁介质的相对磁导率 ，其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比。
电阻率(Resistivity)是用来表示各种物质电阻特性的物理量，某种材料制成的长为1m，横截面积为$1m^2$的导体的电阻，在数值上等于这种材料的电阻率。它反映物质对电流阻碍作用的属性，它不仅与物质的种类有关，还受温度、压力和磁场等外界因素影响
磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度，是一个表示贯穿一个标准面积的磁通量的物理量，其符号是 B。其国际单位制导出单位为特斯拉（T）；在高斯单位制中，单位为高斯（G或Gs）。 此物理量也常被称为磁场，例如在核磁共振、磁振造影等领域，此命名歧异参见磁场。
9种铁磁性材料表示磁饱和的磁化曲线。1.钢板，2.硅板，3.钢铸件，4.钨钢，5.磁钢，6.铸铁，7.镍，8.钴，9.磁铁矿
磁饱和是铁磁性或亚铁磁性材料（例如铁、镍、钴、锰和它们的合金等）中的一种特性。在磁饱和之前，若增大外加磁场强度H，材料会磁化，磁通密度B会对应增加，但当磁场强度H大到一定程度，磁通密度B只会因真空磁导率而缓慢增加，此即为磁饱和。
磁饱和的特性可以在其磁化曲线（也叫BH曲线或磁滞曲线）中看出，即该曲线向右弯曲的部分（见右图）。当磁场强度 H 增加时，磁感应强度 B 逐渐趋于一个最大值。在磁饱和之后，磁感应强度 B 仍在逐渐增加，但比达到饱和度前的增长速率小了3个数量级&action=edit&redlink=1)[1]。
磁场强度 H 和磁感应强度 B 的关系可以用磁导率：
不同的材料有着不同的饱和度。例如，被用于变压器中的高导磁性铁合金，在磁感应强度为1.6-2.2特斯拉（T）饱和[3]，然而铁氧体在0.2-0.5T饱和[4]。某些非晶态金属合金在1.2-1.3T达到饱和[5]，μ合金在0.8T达到饱和[6][7] 。
铁磁性材料（像铁）在微观上由一个个磁畴构成，它们的作用就像微小的永磁体，可以改变它们磁化的方向。在外部的磁场施加在材料之前，这些磁畴的磁场随机排列互相抵消，所以整体上的磁场小到足以忽略。当一个外部的磁场强度H施加在材料后，它进入材料然后重新排列磁畴，造成那些小磁场转变方向然后与外磁场平行，相加后形成从材料中发出的大磁场。这就称为磁化。施加的磁场强度H越大，磁畴转变方向而形成的磁感应强度B越大。当外部磁场强度大于某定值后，磁场强度再加大所产生的磁感应强度变化已可忽略，此时磁化强度接近定值，此时即为磁饱和。磁饱和不代表全部磁畴都对正外部磁场的方向[8]。饱和时的磁畴结构会随温度而不不同[8]。
饱和磁通密度是指用于磁通密度上的电流增加到一个点而铁芯的磁通却不增加了的现象 饱和会导致激磁电流增大铁芯发热。
目标：高的$B_S$和好的GFA
问题：增加 Fe 含量是提升$B_S$行之有效的方法，但是Fe含量持续增加会导致GFA下降。与所需不符
方法：微量元素成分设计提升Fe基纳米晶的$B_S$和GFA
FINEMET
FINEMET:Nanocrystalline Fe-based Soft Magnetic Material with High Saturation Flux Density and Low Core Loss具有高饱和磁通密度和低磁芯损耗的纳米晶铁基软磁材料
FINEMET® 的前驱体是由 Fe、Si、B 和少量 Cu 和 Nb 组成的熔融金属在 100 万°C/秒的快速淬火下获得的非晶带(非晶)这些结晶合金的晶粒非常均匀和细小，“大小约为十纳米”。含有某些合金元素的非晶态金属具有优异的软磁性。众所周知，软磁材料的特性是“较大的晶粒产生更好的软磁性能这种普遍的看法相反，由小“纳米级”晶粒组成的软磁材料具有优异的软磁性能。
以 FINEMET ®为商标的$Fe_{73.5}Si_{13.5}B_9Nb_3Cu_1$软磁纳米晶合金
NANOPERM
被命名为Nanoperm型的FeMB(M=Zr、Nb、Hf)系纳米软磁合金是1990年发明的。它比现已商品化和工业生产的 Finemet型FeCuNbSiB 系合金仅晚了两年。它们都是利用熔体急冷技术获得非晶态条带，再晶化处理而获得纳米晶结构的。
其典型成分为Fe90Zr7B3，典型性能为:Bs=1.63T
问题：FINEMET和NANOPERM合金虽然在室温环境下具备优异的软磁性能，但受其非晶相和纳米晶相居里温度较低的限制，只能被应用于200℃以下的环境
HITPERM
HITPERM型软磁合金Fe(Co)-M-B-Cu(M=Nb,Zr,Hf等)
研究发现，Co元素取代或部分取代Fe元素可提高非晶纳米晶双相合金的居里温度。1998年，美国卡内基·梅隆大学的M．A．Willard等[6】成功地研制出$Fe_44Co_44Zr_7B_4Cu_1$纳米晶合金(商品名为“HITPERM”)，在一定程度上提高了纳米品和非晶基体相的居里温度。
对于 Hitperm (Fe$_{1-x}\mathrm{Co}_x)_{88}\mathrm{M}_7\mathrm{B}_4\mathrm{Cu}_1$,其中$x$ 值决定其$B_{\mathrm{s}}$,实验结果显示，$x=0.5$具有最佳磁性能；Co 元素倾向于分布于非晶基体上，有利于提高基体的$T_{\mathbf{C}}$
大多数成功开发的Fe基纳米晶合金的组成分子式为FeXMCu [1]，其中M代表一种或多种准金属，例如Si和B，X代表早期过渡金属（ETM），例如Mo，Nb，Hf和Zr。
牌号为Fimemet的 Fe-M-Si-Cu-B(M=Nb、Cr、V、W、Mo 等)合金
牌号为Nanoperm的 Fe-M-B(M=Zr、Hf、Nb、Ta 等)合金
牌号为 Hitperm的(Fe,Co)-M-B(M=Zr、Hf、Nb 等)合金
三者都是采用对非晶前驱体进行纳米晶化的方法制备的，均具有非晶和纳米晶的双相结构，而且纳米晶的晶粒尺寸在10nm左右。由于纳米晶相与残余非晶相之间存在着交换耦合作用，晶粒尺寸小于畴壁厚度，从而能平衡部分磁晶各向异性，降低合金平均磁晶各向异性，表现出高饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率以及低高频损耗等优异性能，综合软磁性能显著提高。
NANOMET
NANOMET ®（FeSiBPCu 合金体系）也被发现能够在退火过程中的高加热速率下同时产生高饱和磁化强度和低矫顽力，其中， P 在退火过程中对晶粒细化起到了至关重要的作用。
基于新型纳米晶化机制的高频高磁导率软磁材料 - 中国科学院物理研究所 (cas.cn)
一下内容来自文献：
(1) FINEMET 系列合金(Fe-Si-M-B-Cu; M=Nb, Mo, Ta, W, etc.)[4]
该系列合金的标准成分是 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9，由日本学者率先提出，首先将金属元素熔炼成母合金，然后通过真空甩带机甩成非晶条带，最后在晶化温度以上退火得到双相纳米晶结构。退火后使得该合金的软磁性质可以和 Co 基非晶合金媲美，尤其是添加 Cu 和 Nb，使得其性能优于包含其他元素的非晶合金。这些合金包含了极细的晶体结构，晶粒尺寸直径在 10nm 左右，非晶结构主要有 bcc α-Fe(Si)相组成，较小的晶粒尺寸可能是由于铜簇的成核和铌元素阻止了晶粒的长大造成的。这类合金拥有优良的软磁性质和高饱和磁通密度，因此适用于许多磁性元件，比如饱和电阻器，扼流线圈，变压器等[5]。
(2) NANOPERM(Fe-M-B-Cu；M=Nb，Zr，Hf)[6,7]
该系列合金的研究目的为了寻找替代变压器核心材料，通过对淬态合金退火制成圆环，测试磁损耗，饱和磁通密度，磁导率等得到的。该合金展现了高 Bs 可达 1.63T，高有效磁导率可达 3106，尤其是该合金的磁损耗很低，可以与传统使用的变压器核心材料相比，在现实中具有极高的使用价值。但是由于 Zr， Hf 等化学元素性质活泼，在高温下极易氧化，因此对于生产条件要求苛刻，成本较高。
(3) HITPERM(Fe-Co-M-B-Cu;M=Nb，Zr，Hf)[8]
该系列合金在高温下提供了高磁感应强度，由于它形成了 α-Fe(Co)晶粒(B2结构)，可以使其在高温下保持优良的软磁性质，使得近些年对该合金的研究极为广泛[9-11]。但是不足之处在于 Co 元素的添加使得制作成本增加，饱和磁致伸缩系数变大，矫顽力变大，不利于在工业上大规模生产。
(4) Al-TM-RE(TM=Fe，Ni 等过度金属；RE=Y, Nd 等稀土元素)[12]
该系列合金的典型成分是 Al-Ni-Gd，具有轻质、可调耐腐蚀性和大于 800Mpa 的高断裂强度，这一系列的特性使其具有潜在的航空航天应用前景。由于合金中的金属键相对较弱(与共价键控制的硅酸盐玻璃相比)，当温度低于或接近玻璃化转变温度(Tg)时，它们往往迅速结晶，以降低系统的总自由能，因此还需要解决如何提高该合金的稳定性，降低成本，提高尺寸这些问题。
(5) NANOMET(Fe-Si-B-P-Cu)[13,14]
该系列合金的典型成分是 Fe85Si2B8P4Cu1，它的饱和磁通密度 Bs=1.85T(接近硅钢)，但是只有硅钢三分之一的损耗，因此在高频和高效率的电子和电器设备应用方面有着广阔的前景。它们的晶化机制是不同的， NANOMET 和 FINEMET 合金的不同之处在于用少量 P 元素替代了 Nb 元素，Nb 元素在 FINEMET 中的作用是抑制晶粒的长大，而 P 元素的添加是形成高密度的铜簇，从而使成核数量增加，通过淬态中晶核和晶化过程中新形成的晶核的生长协调来抑制晶粒的尺寸，形成均匀一致的细小晶粒。由于其较低的非晶形成能力，对于加热速率和生产条件的要求比较苛刻，此外，退火之后的易脆性限制了其在工业方面的大批量生产。