◼ 非晶纳米晶材料对比普通金属材料性能更为优异:非晶合金又称为液态金属,是上世纪80 年代以来材料科学界研发重点。与普通金属材料不同,非晶合金长程无序,不存在晶粒、晶界结构,具有高强度、高弹性应变极限、低弹性模量、磁性能优秀等特点,广泛应用于电力变压器、感应器、高强度结构件等领域。纳米晶材料是在非晶态的基础上,通过热处理形成纳米级别的晶粒,与对应的非晶材料相比,纳米晶合金表现出更佳的强度、硬度,更良好的韧性,更小的弹性模量和延展性,更优良的软磁性特点,在无线充电领域应用广泛。
◼ 非晶纳米晶制备加工技术有待突破 未来前景光明:非晶材料的制备需要对熔体态进行急速冷却,使其在形成晶粒之前固化,对企业的技术设备要求较高。目前非晶纳米晶带材技术较为成熟,国内企业可以通过熔体态急冷法实现10 厘米宽度以上超薄带量产,满足软磁领域应用需求。但块状非晶材料由于尺寸较带材更大,内部与外部同步冷却难度较大,目前仅有宜安科技等少数公司能够做到小型块状非晶生产,用于高强度结构件制备。除制备难度高以外,由于非晶合金硬度高、脆性高,同时高温下容易晶化失去原有特性,因此加工难度较大,目前结构件主要采用近净成型技术避免再次加工。我们认为随着材料研发不断推进,未来块状非晶制备有望突破现有尺寸限制,实现非晶合金大型结构件的生产。
◼ 磁性材料是非晶合金的主要应用 非晶电机或成新需求点:凭借优异的磁性能以及极低的空损率,非晶合金变压器在配电领域具有强劲的竞争优势,2014 年随着国家电网推广节能变压器,非晶材料迎来一波需求爆发,但2017 年起国家电网配网招标总量大幅下滑,非晶合金变压器随之陷入低谷期。近年来随着研发推进,使用非晶定子铁芯的非晶电机已实现量产化,其成本较高的问题有望随着规模化生产逐步解决,在节能减排的大环境下,非晶电机未来具有广阔的想象空间。
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