www.188betkr.com 讯稀土永磁材料作为现代工业的核心基础材料，在新能源汽车、风力发电、消费电子、航空航天等领域具有不可替代性。根据美国地质调查局数据，我国稀土储量占全球37%，但面临资源过度开发与国际贸易壁垒的双重压力。在此背景下，如何通过技术创新提升稀土资源利用效率、降低磁组件生产成本，成为亟待解决的行业难题。
磁路设计作为连接材料特性与终端应用的关键环节，可通过优化磁场分布实现以下目标：
性能提升：通过合理设计磁路结构，在相同磁通量下减少稀土用量；
成本控制：降低重稀土（如镝、铽）依赖度，推动"低重稀土化"甚至"无重稀土化"进程；
集成化发展：适应微型化、轻量化趋势，满足消费电子、无人机等新兴领域需求。
磁路设计的优化策略与工程实践
磁路设计是通过优化磁场分布路径提升电磁器件性能的核心工程技术，其本质是构建磁通量的高效闭合路径。该设计以磁路基本定律（磁通连续原理与磁路欧姆定律）为理论基础，通过选择铁磁材料、确定磁极配置、计算磁阻参数等步骤，实现磁能的有效传输与控制。
在工程实践中，磁路设计需重点解决三大问题：一是通过磁路拓扑优化降低漏磁系数，二是运用有限元法实现复杂磁场分布的精准模拟，三是平衡磁阻最小化与材料成本的关系。典型应用包括永磁电机磁路重构、变压器磁芯优化以及磁传感器灵敏度增强。当前磁路设计正朝着智能化方向发展，通过AI辅助建模与多物理场耦合分析，推动着新能源汽车驱动系统、航空航天电磁设备等领域的性能突破。
具体研究进展
王敦辉教授团队近年在新型磁设备领域的研究聚焦于充退磁技术创新与磁路设计优化，通过与企业的产学研合作，解决了传统磁设备高能耗、高损伤、低效率的痛点，部分技术已进入试样或量产阶段，为稀土永磁材料的高效应用提供了关键设备支撑。
1. 常温批量退磁技术
王敦辉教授团队与宁波兴隆磁性技术有限公司合作，成功开发了常温批量退磁技术，以解决传统高温（>500℃）或强交流磁场退磁方式存在的高能耗、高污染和易损伤磁体等难题。该技术通过革新充磁路线与设备结构，实现了三大突破：无需拆解即可直接对组装好的永磁部件进行退磁，避免了拆解过程中的机械损伤；在常温下操作，无需加热，预计可降低能耗30%以上；支持批量处理多个永磁体，预计能提升生产效率20%以上。目前，该技术已进入试样阶段，并预计于2026年实现量产应用，将为磁性材料生产企业的降本增效与绿色转型提供关键技术支撑。
2.磁路设计技术升级
针对新能源汽车、消费电子等领域对高精度磁路的迫切需求，王敦辉教授团队与诸暨意创磁性技术有限公司合作，在磁路设计技术上实现了重要升级。本次升级聚焦于提升“退磁精度”与“弱磁检测灵敏度”：一方面，通过精确模拟磁场分布，将永磁体的不可逆退磁率控制在0.5%以内，预计可延长器件使用寿命15%以上；另一方面，团队开发了新型磁检测设备，将检测灵敏度显著提升至0.1μT级别，能够精准识别磁钢内部的微结构缺陷，有效解决了传统设备无法检测弱磁缺陷的行业痛点。
3.反铁磁体设计框架
在材料基础研究层面，王敦辉教授团队于2025年10月在《Advanced Science》上发表了创新性研究成果，开发了一套基于深度生成模型的反铁磁体设计框架（CDVAE-DA+CGCNN+GA）。该框架整合了多种先进算法：首先利用晶体扩散变分自编码器（CDVAE-DA）高效生成成分合理、结构稳定的反铁磁晶体（生成效率达90.68%）；随后通过三个晶体图卷积神经网络（CGCNN）分别预测形成能、总磁矩和能带隙，以筛选潜力结构；再采用遗传算法（GA）进行定向优化，提升反铁磁体性能；最后通过密度泛函理论（DFT）计算验证候选材料的稳定性。此框架已成功筛选出三种稳定的反铁磁半导体，为未来开发超快磁存储器件（如STT-MRAM）奠定了坚实的材料基础，间接推动了新型磁设备的研发进程。
2025年12月3日，www.188betkr.com 将在浙江·宁波举办“2025高端钕铁硼永磁材料制备与应用技术大会”。届时，我们将邀请到杭州电子科技大学王敦辉教授出席本次大会并作题为《基于磁路设计提升磁产品性能的应用案例以及新型磁设备研发》的报告，王敦辉教授将为您介绍其团队在模具取向场设计、磁探伤以及电磁组件等方面开展的一些磁路设计工作；在室温无损退磁、不充磁情形下的磁性能和弱磁检测等领域新型磁设备的研发进展。
个人简介：
王敦辉，教授，博士生导师，杭州电子科技大学微电子研究院副院长，国家重点研发计划项目首席科学家，教育部新世纪优秀人才，浙江省*创新领军人才。中国功能材料学会理事，中国电子学会应用磁学委员会委员，中国稀土学会磁制冷分会委员，《功能材料》杂志编委。长期从事磁、光与微波电子材料与器件的研究。主持科技部重点研发计划和国家自然科学基金重点等10余项国家级项目。以第一作者或通讯作者在Adv. Mater.、Nano Lett.以及Adv. Sci.等SCI杂志上发表论文180余篇，论文他引4000余次，连续多年获得爱思唯尔高被引学者称号，以第一完成人获得省科学技术二等奖。
参考来源：
杭州电子科技大学官网、宁波科技公众号
王敦辉，等：利用机器学习和高通量微磁学模拟优化磁弹性能
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