本報(bào)記者 趙萍
在“雙碳”目標(biāo)與科技革命交匯處，磁性材料行業(yè)正經(jīng)歷從規(guī)模擴(kuò)張向價(jià)值創(chuàng)造的深刻轉(zhuǎn)變。作為助力現(xiàn)代高效能磁性材料實(shí)現(xiàn)革命性突破的非晶納米晶合金備受矚目。這一新型材料憑借其獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和卓越的軟磁性能，正在電力電子、新能源等前沿領(lǐng)域引發(fā)一場(chǎng)能效革命。
6月11日，來(lái)自非晶納米晶合金上下游相關(guān)領(lǐng)域的科研專家、企業(yè)代表齊聚上海，在2025屆非晶納米晶合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)上圍繞在“雙碳”目標(biāo)下非晶納米晶合金的創(chuàng)新技術(shù)突破、前沿領(lǐng)域應(yīng)用展望、產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)等展開(kāi)了深入交流探討。
從創(chuàng)新技術(shù)突破來(lái)看，非晶納米晶合金在性能研究和制備工藝上獲得飛速發(fā)展。與會(huì)嘉賓介紹，非晶合金通過(guò)材料本征性能革新（低損耗、高磁導(dǎo)）與工藝創(chuàng)新（超薄帶材、納米晶復(fù)合），在電力、交通、電子等領(lǐng)域形成顯著的能效杠桿效應(yīng)。
目前，河北、廣東等多地已布局非晶合金產(chǎn)業(yè)鏈，廣東電網(wǎng)成功研制出世界首臺(tái)110千伏/20兆伏安非晶節(jié)能變壓器，攻克大容量設(shè)備尺寸控制、噪聲抑制等難題，其空載損耗較傳統(tǒng)產(chǎn)品下降超60%，噪聲低于城區(qū)管控標(biāo)準(zhǔn)1分貝。廣東電網(wǎng)預(yù)計(jì)，將在2026年實(shí)現(xiàn)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(chǎn)。
會(huì)議還透露，我國(guó)非晶納米晶合金在部分領(lǐng)域的研發(fā)全球領(lǐng)先，如國(guó)內(nèi)某團(tuán)隊(duì)成功攻克低功耗軟磁復(fù)合材料工業(yè)化生產(chǎn)難題。可以預(yù)見(jiàn)，隨著非晶納米晶合金相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化突破，我國(guó)有望在新能源裝備、高端制造等前沿領(lǐng)域構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力。
從前沿領(lǐng)域應(yīng)用展望來(lái)看，非晶納米晶合金技術(shù)發(fā)展解鎖了多元應(yīng)用場(chǎng)景。除了在電力節(jié)能、光伏風(fēng)電、新能源汽車、消費(fèi)電子、家電、粒子加速器等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用外，非晶納米晶合金在生物醫(yī)療、航空航天、下一代通信技術(shù)等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大發(fā)展?jié)摿ΑＥc此同時(shí)，非晶電機(jī)在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用正成為產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，其獨(dú)特材料特性完美匹配飛行器對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的高功率密度、高可靠性和輕量化需求。
與會(huì)嘉賓還介紹，非晶立體卷變壓器的性能特點(diǎn)精準(zhǔn)匹配智能電網(wǎng)的發(fā)展需求，且目前國(guó)內(nèi)已有企業(yè)根據(jù)不同容量等級(jí)鐵心的技術(shù)需求，針對(duì)性選用差異化工藝方案并實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。除電網(wǎng)改造外，非晶納米晶合金技術(shù)正向新能源領(lǐng)域快速滲透。在新能源汽車領(lǐng)域，鐵基非晶帶材應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)可顯著提升能效，若10%車輛采用該技術(shù)，年需求將達(dá)2.6萬(wàn)噸。
同時(shí)，與會(huì)嘉賓呼吁，要關(guān)注船舶電動(dòng)化這個(gè)新藍(lán)海，其兆瓦級(jí)動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)節(jié)能材料的需求更為迫切。更為顛覆的是，與會(huì)嘉賓在此次會(huì)議上介紹了非晶納米晶合金在新型通信天線上的應(yīng)用——聲驅(qū)動(dòng)甚低頻天線。該團(tuán)隊(duì)利用鐵基非晶材料研制的機(jī)械波天線，通過(guò)聲波-電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換機(jī)制實(shí)現(xiàn)功能。而其表層納米晶析出的硼元素通過(guò)再氧化實(shí)現(xiàn)“表面-內(nèi)部”應(yīng)力耦合，可降低損耗。目前，該團(tuán)隊(duì)正在對(duì)其進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化可行性分析驗(yàn)證。
此外，還值得關(guān)注的是，與會(huì)嘉賓介紹，非晶合金中應(yīng)用最廣泛的主要為鐵基非晶合金和鐵基納米晶合金。其中，鐵基非晶合金主要應(yīng)用于中低頻環(huán)境的配電變壓器、電機(jī)材料；鐵基納米晶合金具有更高的磁導(dǎo)率和更低的損耗，傳輸效率更高，主要應(yīng)用于中高頻環(huán)境的電子磁性元器件。2024年中國(guó)非晶合金材料中，鐵基非晶合金占比最高，達(dá)53.7%，鐵基納米晶合金占比為32.2%。
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)來(lái)看，國(guó)家大力推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域能效達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，具備低損耗特性的非晶納米晶合金站上政策風(fēng)口，潛力巨大，但其規(guī)模化應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)。
與會(huì)嘉賓指出，非晶鐵心的特殊性能導(dǎo)致電機(jī)功率扭矩表現(xiàn)與硅鋼存在差異，需要從系統(tǒng)層面匹配電機(jī)性能，滿足整車需求，或增加電機(jī)長(zhǎng)度，提高輸出扭矩，但此舉會(huì)導(dǎo)致電機(jī)成本進(jìn)一步增加，仍需攻克這一難題。
同時(shí)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)滯后問(wèn)題亟待破解。與會(huì)嘉賓指出，標(biāo)準(zhǔn)覆蓋范圍與技術(shù)脫節(jié)，如高頻納米晶帶材厚度、質(zhì)量等缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)采用自定標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，質(zhì)量一致性難以保障，制約高端應(yīng)用拓展；國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)加劇，如歐盟將納米晶磁心納入關(guān)鍵原材料清單并加征關(guān)稅，日美企業(yè)通過(guò)專利布局壟斷80%高端市場(chǎng)，而相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失的我國(guó)企業(yè)可能面臨技術(shù)封鎖與貿(mào)易風(fēng)險(xiǎn)。
此外，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效率低下。目前，非晶合金軟磁粉末性能等基礎(chǔ)參數(shù)雖已有國(guó)標(biāo)，但涂層工藝、可降解支架等跨領(lǐng)域應(yīng)用仍無(wú)行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)，阻礙產(chǎn)學(xué)研成果轉(zhuǎn)化。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2025年06月18日 03版三版）
