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中国冶金报:非晶合金材料发展未来可期 当前需尽快补齐短板 | 来自非晶粉末研讨会上的报道(一)

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中国冶金报:非晶合金材料发展未来可期 当前需尽快补齐短板 | 来自非晶粉末研讨会上的报道(一)

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图片来源:非晶中国大数据库

“与国外先进水平相比,作为我国新基建重要基础性材料的非晶合金材料,在本身性能、深加工、制造装备等方面的研究还不够深入,需尽快补齐短板,使非晶合金材料有更大的应用空间,如在电力、电子等领域实现更多应用。”9月13日,在由中国电器工业协会非晶合金材料应用分会主办的第二届非晶合金粉末技术与应用国际研讨会上,中国电器工业协会副理事长兼秘书长郭振岩特别强调。


与会专家一致认为,非晶合金材料本身具有极优良的性能,在软磁材料、涂层、催化等领域均有着良好的发展应用前景,但目前在部分应用领域尚需破解材料可靠性低等难题,在降低成本等方面也存在一定发展空间,亟待解决“最后一公里”问题。

非晶合金材料在软磁等多领域实现良好应用

随着新基建、5G基站、大数据中心等建设的提速,以及新能源汽车、智能手机等的快速发展,非晶合金、非晶纳米晶材料凭借独特的性能竞争优势,将在软磁材料领域迎来巨大的市场应用前景。

会议报告显示,全球软磁材料市场将以7.18%的复合增长率增长,由于电子、电信、汽车等终端用户行业的扩张,预测到2022年全球软磁市场规模将达到247.30亿美元。

从具体应用来看,在新能源汽车领域,非晶合金材料主要应用于变压器、电感、共模电感等所需的磁性材料和粉芯材料,有着磁芯不易氧化生锈、饱和磁感应强度较高、磁滞损耗小、粉末易于微细化等应用优势,同时也存在因片状粉末边角坚硬不利于绝缘包覆而导致的磁芯长期可靠性低问题和由于球状粉末过于坚硬、难以压制成型导致的磁芯机械强度不足等问题。

在电力、电子等领域,随着电力、电子器件向高频化、大功率、小型化、节能化方向发展,非晶合金软磁粉末由于具有低损耗、高频稳定性、高饱和磁感应强度、高电阻率、高直流偏置能力等优点,成为满足相关行业发展需要的关键材料之一,发展潜力巨大。其中,通过新工艺的开发,非晶合金和非晶纳米晶材料目前从根本上解决了短路和寿命短的困扰,在新一代模压电感领域得到广泛应用。

此外,在催化、涂层等领域,非晶合金材料也有着良好的应用及发展前景。其中,非晶合金粉末涂层在吸波、隐身等方面具有独特优势,目前已在航空器、水面舰艇等上试用,反馈效果不错。同时,会议报告指出,非晶合金粉末烧结成型可用于制作非晶合金防弹板,在有效破解防弹板重、厚等难题的同时,实现更好的防弹效果,是一个重要的发展方向。

非晶合金材料可靠性低等难题仍待破解

”我国目前通过现有技术制备出的非晶合金粉末质量非常好,但在可靠性方面还有待加强。”中国电器工业协会非晶合金材料应用分会负责人在会上这样表示。

前,全球可生产超细软磁粉末的企业有10家,其中7家在日本。不过,我国非晶合金制粉技术发展已趋于成熟,有企业代表在会上表示目前已可以成功制备7~9微米级的非晶合金粉末,在国际上属于先进水平,但我国大部分企业在确保非晶合金粉末质量稳定性方面尚存不足,特别是在实现非晶合金粉末批量化稳定生产方面需突破瓶颈,解决好“最后一公里”的问题。有专家表示,解决了可靠性问题,非晶合金材料将在软磁材料领域打下一片天地。

同时,在模压电感应用上,非晶合金由于具有高弹性模量,压制难度较大。有企业代表表示,目前已通过材质复配的方式解决了非晶合金粉末成型难的问题,并有效提高了磁导率、降低了损耗。但纯非晶合金粉末的压制难题仍有待突破。目前,在模压电感应用上,非晶合金粉末仍需在提高磁感饱和强度,开发适合非晶合金的电感成型工艺、粘结剂配方、表面防腐蚀和耐高温处理技术等方面下功夫。

此外,会议报告指出,非晶合金在高磁密低损耗软磁合金成分研发上存在实际难题:一是高饱和磁密合金开发和非晶合金的稳定制备难题,受冷却速度制约,高浓度非晶合金制备困难、非晶形成能力低下;二是非晶纳米晶结构均匀化难题,在热处理过程中,晶化放热引起的自加热导致纳米晶结构不稳定,并出现晶粒平均尺寸大、结构不均匀、异质晶相等问题。

与会专家一致表示,要解决当前非晶合金在实际应用中出现的相关问题,除了加大技术研发力度,把好的材料用好之外,还需要非晶合金材料上下游行业加强沟通与协作,协同发展。只有这样,才能在国际竞争中实现弯道超车。

原文选自《中国冶金报》记者赵萍
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