本報記者 趙萍

　　“具有節(jié)能減排優(yōu)勢的非晶合金材料將朝著高端化方向不斷發(fā)展。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的逐步拓寬，非晶、納米晶等新型合金材料的市場需求將不斷增加。”

　　“非晶合金材料具有高飽和磁感、高磁導(dǎo)率、低矯頑力和較低的高頻損耗等優(yōu)點(diǎn)，還具有良好的硬度、耐磨性、溫度及環(huán)境穩(wěn)定性等，在實際應(yīng)用中顯示出體積小、效率高、節(jié)能等特點(diǎn)，市場潛力巨大。”

　　“國內(nèi)非晶/納米晶磁粉大部分依賴進(jìn)口，日本、韓國的產(chǎn)品占據(jù)國內(nèi)高端市場。”

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　　5月12日，在廣東深圳召開的第三屆非晶合金粉末應(yīng)用與發(fā)展高峰論壇上，與會專家一致表達(dá)了對非晶合金材料市場潛力和發(fā)展前景的看好。中國電器工業(yè)協(xié)會非晶合金材料應(yīng)用分會秘書長張華透露，保守估計，2023年非晶合金粉末需求量在6000噸左右，預(yù)計同比增長50%，甚至更多。

　　在此次論壇上，12位專家分享了非晶合金粉末制備技術(shù)最新研究進(jìn)展，展望了非晶軟磁合金粉末發(fā)展機(jī)遇等，為非晶合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展出謀劃策、共創(chuàng)未來。

　　非晶合金粉末制備技術(shù)日趨完善

　　此前，非晶形成能力有待提高一直是業(yè)內(nèi)“痛點(diǎn)”，但在此次論壇上，多位專家分享了非晶合金粉末制備技術(shù)的最新研究進(jìn)展，國內(nèi)對非晶形成能力的控制水平正逐漸提高。

　　在氣霧化制粉方面，中科院金屬研究所研究員王建強(qiáng)做了分享。“國外非晶合金粉末做得好的關(guān)鍵是在霧化器設(shè)計方面有優(yōu)勢。”王建強(qiáng)指出，氣霧化流場具有極高的速度梯度和溫度梯度，難以觀測和記錄瞬態(tài)，具有復(fù)雜和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，其演變行為與粉末特性難以關(guān)聯(lián)，因此對氣霧化的內(nèi)部調(diào)控非常重要。隨后，他在介紹3D打印高質(zhì)量非晶合金粉末制備最新研究進(jìn)展時表示，通過實驗發(fā)現(xiàn)在6兆帕、7兆帕條件下能夠形成完全非晶態(tài)，并分享了氣液相對速度和粉體質(zhì)量的關(guān)系。

　　在水霧化制粉方面，安徽大學(xué)教授（二級）劉先松介紹，該制備技術(shù)在二代水霧化的基礎(chǔ)上以保護(hù)氣體在粉體顆粒表面形成氣膜，削弱了高壓水流的分散能力，減慢冷卻速度，提高了球形度。通過在粉體初步凝固后提高介質(zhì)的冷卻速度，提高了粉體顆粒的非晶形成能力，最終得到高球形度、大臨界尺寸非晶合金粉末。他介紹，三代水霧化制備的Fe74Si11B11Cr2C2非晶球形粉具有更高的磁導(dǎo)率和更低的損耗，耐壓特性得到明顯提升。同時，采用該工藝生產(chǎn)的鐵硅FeSi5.5，在有效磁導(dǎo)率增加的同時，直流疊加特性也得到了改善。

　　在水氣組合霧化技術(shù)制粉方面，實現(xiàn)了核心霧化器系統(tǒng)自主設(shè)計和國產(chǎn)化制造。“隨著市場對金屬粉末性能要求的不斷提高，霧化制粉技術(shù)也在持續(xù)改進(jìn)。”安泰（霸州）特種粉業(yè)有限公司總經(jīng)理助理孟令兵介紹，其公司研發(fā)的水氣組合霧化技術(shù)兼具氣霧化和水霧化制粉的優(yōu)點(diǎn)，利用氣體初始破碎金屬液流，再通過高壓水射流二次破碎金屬液流，同時由于氣體的存在，減慢了金屬液滴的冷卻速度，使之凝固時有更多的時間球化，可制備超細(xì)、低氧、近球形合金粉末。

　　此外，中國臺灣新北市耀德技術(shù)咨詢有限公司首席講師邱耀弘在分享以MIM（金屬注射成形）工藝制作一體式非晶電感的探索性研究時表示，粉末不是越圓越好，近球形最好。

　　非晶軟磁合金粉末發(fā)展前景可期

　　磁性材料是信息存儲、電能輸運(yùn)傳遞、電磁能與機(jī)械能轉(zhuǎn)化的物質(zhì)基礎(chǔ)。在新一輪信息技術(shù)、航空航天、無人駕駛、新能源、智能制造、高端醫(yī)療和國防安全等領(lǐng)域有著廣泛而重要的應(yīng)用。而非晶合金材料在磁性方面的競爭優(yōu)勢廣受業(yè)內(nèi)關(guān)注。在此次論壇上，與會專家分析了其目前發(fā)展現(xiàn)狀，并表達(dá)了對其發(fā)展的看好。

　　中科院院士、中科院物理研究所研究員、松山湖材料實驗室主任汪衛(wèi)華認(rèn)為，非晶材料在信息時代可以發(fā)揮的作用取決于能否開發(fā)出好的非晶軟磁材料。

　　在發(fā)展現(xiàn)狀方面，汪衛(wèi)華介紹了松山湖材料實驗室研發(fā)的非晶-納米晶雙相復(fù)合結(jié)構(gòu)（極細(xì)、規(guī)整的橢圓形納米晶顆粒均勻分布在非晶基底上）。該材料具有優(yōu)異的綜合高頻軟磁性能，包括磁導(dǎo)率相對更高、損耗相對更低、剩余飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度相對更高等。四川大學(xué)博士生導(dǎo)師劉穎介紹了納米晶釹鐵硼永磁材料與器件、非晶納米晶磁材制造用模具材料的最新研發(fā)進(jìn)展等。深圳市麥捷微電子科技股份有限公司總監(jiān)胡庚介紹了模壓電感對磁粉的要求，并指出非晶合金粉末在制造模壓電感方面存在需要改善之處。一是非晶及納米晶粉易出現(xiàn)尖銳角及長尾狀的“魯珀特之淚”，易刺破漆包線絕緣層。二是非晶合金粉末絕緣的可靠性較差。三是非晶合金粉末在熱力學(xué)上具有不穩(wěn)定性。浙江省磁性材料應(yīng)用技術(shù)制造業(yè)創(chuàng)新中心項目負(fù)責(zé)人池強(qiáng)分享了先進(jìn)金屬軟磁材料功能材料開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)，并介紹了非晶軟磁合金粉末相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制的最新進(jìn)展。

　　在未來發(fā)展方面，中科院院士、南京大學(xué)教授都有為認(rèn)為，隨著高頻逆變技術(shù)的成熟，開關(guān)電源頻率向大于20千赫茲方向發(fā)展，變壓器尺寸變小，為非晶、納米晶軟磁材料開拓應(yīng)用領(lǐng)域。值得注意的是，在此次研討會上，都有為、胡庚都關(guān)注到了磁性高熵材料，北京科技大學(xué)教授張勇的學(xué)生溫雨欣做了《高熵合金及其粉末應(yīng)用進(jìn)展》的主題報告。

　　此外，中國電器科學(xué)研究院股份有限公司副主任、教授級高級工程師王俊在介紹海上風(fēng)電防腐涂層行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀時指出，針對深遠(yuǎn)海環(huán)境應(yīng)力，可探索非晶涂層新型熱噴涂基礎(chǔ)材料在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　消息鏈接

　　第三屆非晶合金粉末應(yīng)用與發(fā)展高峰論壇舉辦——

　　本報訊（記者趙萍）5月12日，第三屆非晶合金粉末應(yīng)用與發(fā)展高峰論壇在廣東深圳舉辦。論壇介紹，2022年我國消耗非晶合金粉末約4000噸、同比增長約25%。

　　中科院院士、中科院物理研究所研究員、松山湖材料實驗室主任汪衛(wèi)華，中國電器工業(yè)協(xié)會非晶合金材料應(yīng)用分會（簡稱中電協(xié)非晶分會）理事長王貴東為論壇致辭。中科院院士、南京大學(xué)教授都有為，汪衛(wèi)華，中科院金屬研究所研究員王建強(qiáng)，中電協(xié)非晶分會秘書長張華等12位專家圍繞非晶合金粉末相關(guān)研究最新進(jìn)展、下游應(yīng)用情況、未來發(fā)展方向等內(nèi)容做主題報告。張華和浙江省磁性材料應(yīng)用技術(shù)制造業(yè)創(chuàng)新中心項目負(fù)責(zé)人池強(qiáng)分別主持上、下午論壇。

　　在致辭中，汪衛(wèi)華表示，非晶合金發(fā)展到今天，正處于應(yīng)用發(fā)展的機(jī)遇期。當(dāng)前，電動汽車、光伏等行業(yè)獲得快速發(fā)展，非晶軟磁材料在其中發(fā)揮作用正當(dāng)其時。“這需要一大批研究所科研人員和企業(yè)家等聯(lián)手解決相關(guān)材料‘卡脖子’難題。”他同時指出。

　　王貴東也表示，當(dāng)前產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型步伐加快，對新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)需求前所未有，非晶合金材料發(fā)展面臨難得機(jī)遇，非晶合金粉末更是前景可期。非晶合金粉末材料在軟磁涂層、3D打印、催化劑等領(lǐng)域發(fā)揮的作用得到相關(guān)行業(yè)高度關(guān)注，目前已成為新能源汽車、儲能電站、光伏發(fā)電、航空航天及石油化工等領(lǐng)域不可多得的新材料。“當(dāng)然，非晶合金粉末產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開企業(yè)科技創(chuàng)新和市場推廣，也離不開上下游產(chǎn)業(yè)鏈攜手協(xié)作與共同推進(jìn)，更離不開科研單位的科技攻關(guān)。”他說道。

　　據(jù)悉，非晶合金粉末相關(guān)研討會從2019年（首屆）開始，目前已舉辦兩屆。此次論壇以“優(yōu)勢—融合—發(fā)展”為主題，旨在更好地推動我國非晶合金材料產(chǎn)業(yè)化高質(zhì)量發(fā)展，把非晶合金粉末材料競爭優(yōu)勢轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢。論壇由中電協(xié)非晶分會、非晶中國大數(shù)據(jù)研究中心主辦，中國物理學(xué)會非晶態(tài)物理專業(yè)委員會、松山湖材料實驗室協(xié)辦，江蘇碧姆帝新材料科技有限公司承辦，來自電力電子、風(fēng)電新能源、儲能、航空航天、石油化工、軍工等領(lǐng)域的專家學(xué)者、企業(yè)代表等近150人參加。

　　《中國冶金報》（2023年05月17日 06版六版）