本報實(shí)習記者 趙萍
“與國外先進(jìn)水平相比，作為我國新基建重要基礎性材料的非晶合金材料，在本身性能、深加工、制造裝備等方面的研究還不夠深入，需盡快補齊短板，使非晶合金材料有更大的應用空間，如在電力、電子等領(lǐng)域實(shí)現更多應用?！?月13日，在由中國電器工業(yè)協(xié)會(huì )非晶合金材料應用分會(huì )主辦的第二屆非晶合金粉末技術(shù)與應用國際研討會(huì )上，中國電器工業(yè)協(xié)會(huì )副理事長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)郭振巖特別強調。
與會(huì )專(zhuān)家一致認為，非晶合金材料本身具有極優(yōu)良的性能，在軟磁材料、涂層、催化等領(lǐng)域均有著(zhù)良好的發(fā)展應用前景，但目前在部分應用領(lǐng)域尚需破解材料可靠性低等難題，在降低成本等方面也存在一定發(fā)展空間，亟待解決“最后一公里”問(wèn)題。
非晶合金材料
在軟磁等多領(lǐng)域實(shí)現良好應用
隨著(zhù)新基建、5G基站、大數據中心等建設的提速，以及新能源汽車(chē)、智能手機等的快速發(fā)展，非晶合金、非晶納米晶材料憑借獨特的性能競爭優(yōu)勢，將在軟磁材料領(lǐng)域迎來(lái)巨大的市場(chǎng)應用前景。
會(huì )議報告顯示，全球軟磁材料市場(chǎng)將以7.18%的復合增長(cháng)率增長(cháng)，由于電子、電信、汽車(chē)等終端用戶(hù)行業(yè)的擴張，預測到2022年全球軟磁市場(chǎng)規模將達到247.30億美元。
從具體應用來(lái)看，在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，非晶合金材料主要應用于變壓器、電感、共模電感等所需的磁性材料和粉芯材料，有著(zhù)磁芯不易氧化生銹、飽和磁感應強度較高、磁滯損耗小、粉末易于微細化等應用優(yōu)勢，同時(shí)也存在因片狀粉末邊角堅硬不利于絕緣包覆而導致的磁芯長(cháng)期可靠性低問(wèn)題和由于球狀粉末過(guò)于堅硬、難以壓制成型導致的磁芯機械強度不足等問(wèn)題。
在電力、電子等領(lǐng)域，隨著(zhù)電力、電子器件向高頻化、大功率、小型化、節能化方向發(fā)展，非晶合金軟磁粉末由于具有低損耗、高頻穩定性、高飽和磁感應強度、高電阻率、高直流偏置能力等優(yōu)點(diǎn)，成為滿(mǎn)足相關(guān)行業(yè)發(fā)展需要的關(guān)鍵材料之一，發(fā)展潛力巨大。其中，通過(guò)新工藝的開(kāi)發(fā)，非晶合金和非晶納米晶材料目前從根本上解決了短路和壽命短的困擾，在新一代模壓電感領(lǐng)域得到廣泛應用。
此外，在催化、涂層等領(lǐng)域，非晶合金材料也有著(zhù)良好的應用及發(fā)展前景。其中，非晶合金粉末涂層在吸波、隱身等方面具有獨特優(yōu)勢，目前已在航空器、水面艦艇等上試用，反饋效果不錯。同時(shí)，會(huì )議報告指出，非晶合金粉末燒結成型可用于制作非晶合金防彈板，在有效破解防彈板重、厚等難題的同時(shí)，實(shí)現更好的防彈效果，是一個(gè)重要的發(fā)展方向。
非晶合金材料
可靠性低等難題仍待破解
“我國目前通過(guò)現有技術(shù)制備出的非晶合金粉末質(zhì)量非常好，但在可靠性方面還有待加強?！敝袊娖鞴I(yè)協(xié)會(huì )非晶合金材料應用分會(huì )秘書(shū)長(cháng)張華在會(huì )上這樣表示。
目前，全球可生產(chǎn)超細軟磁粉末的企業(yè)有10家，其中7家在日本。不過(guò)，我國非晶合金制粉技術(shù)發(fā)展已趨于成熟，有企業(yè)代表在會(huì )上表示目前已可以成功制備7~9微米級的非晶合金粉末，在國際上屬于先進(jìn)水平，但我國大部分企業(yè)在確保非晶合金粉末質(zhì)量穩定性方面尚存不足，特別是在實(shí)現非晶合金粉末批量化穩定生產(chǎn)方面需突破瓶頸，解決好“最后一公里”的問(wèn)題。有專(zhuān)家表示，解決了可靠性問(wèn)題，非晶合金材料將在軟磁材料領(lǐng)域打下一片天地。
同時(shí)，在模壓電感應用上，非晶合金由于具有高彈性模量，壓制難度較大。有企業(yè)代表表示，目前已通過(guò)材質(zhì)復配的方式解決了非晶合金粉末成型難的問(wèn)題，并有效提高了磁導率、降低了損耗。但純非晶合金粉末的壓制難題仍有待突破。目前，在模壓電感應用上，非晶合金粉末仍需在提高磁感飽和強度，開(kāi)發(fā)適合非晶合金的電感成型工藝、粘結劑配方、表面防腐蝕和耐高溫處理技術(shù)等方面下功夫。
此外，會(huì )議報告指出，非晶合金在高磁密低損耗軟磁合金成分研發(fā)上存在實(shí)際難題：一是高飽和磁密合金開(kāi)發(fā)和非晶合金的穩定制備難題，受冷卻速度制約，高濃度非晶合金制備困難、非晶形成能力低下；二是非晶納米晶結構均勻化難題，在熱處理過(guò)程中，晶化放熱引起的自加熱導致納米晶結構不穩定，并出現晶粒平均尺寸大、結構不均勻、異質(zhì)晶相等問(wèn)題。
與會(huì )專(zhuān)家一致表示，要解決當前非晶合金在實(shí)際應用中出現的相關(guān)問(wèn)題，除了加大技術(shù)研發(fā)力度，把好的材料用好之外，還需要非晶合金材料上下游行業(yè)加強溝通與協(xié)作，協(xié)同發(fā)展。只有這樣，才能在國際競爭中實(shí)現彎道超車(chē)。
《中國冶金報》（2020年09月16日 03版三版）
