材料革新驅動能效革命
非晶納米晶合金駛入發展新賽道
2026-03-28 08:47:21
本報記者 趙萍
在“雙碳”mubiaoyukejigemingjiaohuichu,cixingcailiaoxingyezhengjinglicongguimokuozhangxiangjiazhichuangzaodeshenkezhuanbian。zuoweizhulixiandaigaoxiaonengcixingcailiaoshixiangemingxingtupodefeijingnamijinghejinbeishouzhumu。zheyixinxingcailiaopingjieqidutedeweiguanjiegouhezhuoyuederuancixingneng,zhengzaidianlidianzi、新能源等前沿領域引發一場能效革命。
6月11日,來自非晶納米晶合金上下遊相關領域的科研專家、企業代表齊聚上海,在2025屆非晶納米晶合金產業發展大會上圍繞在“雙碳”目標下非晶納米晶合金的創新技術突破、前沿領域應用展望、產業發展機遇與挑戰等展開了深入交流探討。
從創新技術突破來看,非晶納米晶合金在性能研究和製備工藝上獲得飛速發展。與會嘉賓介紹,非晶合金通過材料本征性能革新(低損耗、高磁導)與工藝創新(超薄帶材、納米晶複合),在電力、交通、電子等領域形成顯著的能效杠杆效應。
目前,河北、廣東等多地已布局非晶合金產業鏈,廣東電網成功研製出世界首台110千伏/20兆伏安非晶節能變壓器,攻克大容量設備尺寸控製、噪聲抑製等難題,其空載損耗較傳統產品下降超60%,噪聲低於城區管控標準1分貝。廣東電網預計,將在2026年實現110千伏50兆伏安及63兆伏安非晶合金立體卷鐵心(也作鐵芯)油浸式電力變壓器的批量化生產。
會hui議yi還hai透tou露lu,我wo國guo非fei晶jing納na米mi晶jing合he金jin在zai部bu分fen領ling域yu的de研yan發fa全quan球qiu領ling先xian,如ru國guo內nei某mou團tuan隊dui成cheng功gong攻gong克ke低di功gong耗hao軟ruan磁ci複fu合he材cai料liao工gong業ye化hua生sheng產chan難nan題ti。可ke以yi預yu見jian,隨sui著zhe非fei晶jing納na米mi晶jing合he金jin相xiang關guan創chuang新xin技ji術shu的de產chan業ye化hua突tu破po,我wo國guo有you望wang在zai新xin能neng源yuan裝zhuang備bei、高端製造等前沿領域構建新質生產力。
從前沿領域應用展望來看,非晶納米晶合金技術發展解鎖了多元應用場景。除了在電力節能、光伏風電、新能源汽車、消費電子、家電、粒子加速器等領域廣泛應用外,非晶納米晶合金在生物醫療、航空航天、下xia一yi代dai通tong信xin技ji術shu等deng領ling域yu展zhan現xian出chu巨ju大da發fa展zhan潛qian力li。與yu此ci同tong時shi,非fei晶jing電dian機ji在zai低di空kong經jing濟ji領ling域yu的de應ying用yong正zheng成cheng為wei產chan業ye升sheng級ji的de關guan鍵jian驅qu動dong力li,其qi獨du特te材cai料liao特te性xing完wan美mei匹pi配pei飛fei行xing器qi對dui動dong力li係xi統tong的de高gao功gong率lv密mi度du、高可靠性和輕量化需求。
與(yu)會(hui)嘉(jia)賓(bin)還(hai)介(jie)紹(shao),非(fei)晶(jing)立(li)體(ti)卷(juan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)特(te)點(dian)精(jing)準(zhun)匹(pi)配(pei)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)的(de)發(fa)展(zhan)需(xu)求(qiu),且(qie)目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)已(yi)有(you)企(qi)業(ye)根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)容(rong)量(liang)等(deng)級(ji)鐵(tie)心(xin)的(de)技(ji)術(shu)需(xu)求(qiu),針(zhen)對(dui)性(xing)選(xuan)用(yong)差(cha)異(yi)化(hua)工(gong)藝(yi)方(fang)案(an)並(bing)實(shi)現(xian)工(gong)程(cheng)化(hua)應(ying)用(yong)。除(chu)電(dian)網(wang)改(gai)造(zao)外(wai),非(fei)晶(jing)納(na)米(mi)晶(jing)合(he)金(jin)技(ji)術(shu)正(zheng)向(xiang)新(xin)能(neng)源(yuan)領(ling)域(yu)快(kuai)速(su)滲(shen)透(tou)。在(zai)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)領(ling)域(yu),鐵(tie)基(ji)非(fei)晶(jing)帶(dai)材(cai)應(ying)用(yong)於(yu)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)可(ke)顯(xian)著(zhu)提(ti)升(sheng)能(neng)效(xiao),若(ruo)10%車輛采用該技術,年需求將達2.6萬噸。
同tong時shi,與yu會hui嘉jia賓bin呼hu籲xu,要yao關guan注zhu船chuan舶bo電dian動dong化hua這zhe個ge新xin藍lan海hai,其qi兆zhao瓦wa級ji動dong力li係xi統tong對dui節jie能neng材cai料liao的de需xu求qiu更geng為wei迫po切qie。更geng為wei顛dian覆fu的de是shi,與yu會hui嘉jia賓bin在zai此ci次ci會hui議yi上shang介jie紹shao了le非fei晶jing納na米mi晶jing合he金jin在zai新xin型xing通tong信xin天tian線xian上shang的de應ying用yong——聲驅動甚低頻天線。該團隊利用鐵基非晶材料研製的機械波天線,通過聲波-電磁場轉換機製實現功能。而其表層納米晶析出的硼元素通過再氧化實現“表麵-內部”應力耦合,可降低損耗。目前,該團隊正在對其進行產業化可行性分析驗證。
此(ci)外(wai),還(hai)值(zhi)得(de)關(guan)注(zhu)的(de)是(shi),與(yu)會(hui)嘉(jia)賓(bin)介(jie)紹(shao),非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)中(zhong)應(ying)用(yong)最(zui)廣(guang)泛(fan)的(de)主(zhu)要(yao)為(wei)鐵(tie)基(ji)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)和(he)鐵(tie)基(ji)納(na)米(mi)晶(jing)合(he)金(jin)。其(qi)中(zhong),鐵(tie)基(ji)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)於(yu)中(zhong)低(di)頻(pin)環(huan)境(jing)的(de)配(pei)電(dian)變(bian)壓(ya)器(qi)、電機材料;鐵基納米晶合金具有更高的磁導率和更低的損耗,傳輸效率更高,主要應用於中高頻環境的電子磁性元器件。2024年中國非晶合金材料中,鐵基非晶合金占比最高,達53.7%,鐵基納米晶合金占比為32.2%。
從cong產chan業ye發fa展zhan機ji遇yu與yu挑tiao戰zhan來lai看kan,國guo家jia大da力li推tui動dong重zhong點dian領ling域yu能neng效xiao達da到dao國guo際ji先xian進jin水shui平ping,具ju備bei低di損sun耗hao特te性xing的de非fei晶jing納na米mi晶jing合he金jin站zhan上shang政zheng策ce風feng口kou,潛qian力li巨ju大da,但dan其qi規gui模mo化hua應ying用yong仍reng麵mian臨lin挑tiao戰zhan。
yuhuijiabinzhichu,feijingtiexindeteshuxingnengdaozhidianjigonglvniujubiaoxianyuguigangcunzaichayi,xuyaocongxitongcengmianpipeidianjixingneng,manzuzhengchexuqiu,huozengjiadianjichangdu,tigaoshuchuniuju,dancijuhuidaozhidianjichengbenjinyibuzengjia,rengxugongkezheyinanti。
同時,行業標準建設滯後問題亟待破解。與會嘉賓指出,標準覆蓋範圍與技術脫節,如高頻納米晶帶材厚度、質量等缺乏統一標準,企業采用自定標準生產,質量一致性難以保障,製約高端應用拓展;國際競爭加劇,如歐盟將納米晶磁心納入關鍵原材料清單並加征關稅,日美企業通過專利布局壟斷80%高端市場,而相關標準缺失的我國企業可能麵臨技術封鎖與貿易風險。
此外,產業鏈協同效率低下。目前,非晶合金軟磁粉末性能等基礎參數雖已有國標,但塗層工藝、可降解支架等跨領域應用仍無行業通用標準,阻礙產學研成果轉化。
《中國冶金報》(2025年06月18日 03版三版)
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:宋玉錚
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