非晶合金研究報(bào)告(文件)
【正文】 要尋找具有較大過(guò)冷溫度區(qū)間的合金系列，目前主要集中在對(duì) Zr 基和 Al 基合金的研究上。日新制鋼公司用此法制造了厚度達(dá)原始薄帶100倍以上的高密度塊狀結(jié)合體。由于 爆炸焊接具有結(jié)合力大、熱影響區(qū)域小的優(yōu)點(diǎn)，因此焊合過(guò)程中不會(huì)發(fā)生晶化轉(zhuǎn)變。由于其具有燒結(jié)溫度低、燒結(jié)時(shí)間短的特點(diǎn)，能夠快速固結(jié)粉末制備致密的塊體材料，因此 SPS 技術(shù)可以應(yīng)用于制備需要抑制晶化形核的非晶。 由于大塊非晶合金可在熔融液體中直接形成，因而在過(guò)冷液相區(qū)具有超塑成形能力，容易加工成不同的形狀，現(xiàn)已用來(lái)制作微型模具，也可以進(jìn)行微型零件的成型，以及具有復(fù)雜形狀的零件的近終成形。 在物理性質(zhì)方面的應(yīng)用主要是基于其卓越的軟磁性。 目前，一種體積小、重量輕的非晶態(tài)軟磁材料以損耗低、導(dǎo)磁高的優(yōu)異特性正逐步代替一部分傳統(tǒng)的硅鋼、坡莫合金和鐵氧體材料，成為目前越來(lái)越引人注目的新型功能材料之一 。電力行業(yè)可以采取諸如使用非晶合金變壓器代替硅鋼配電與啟用需求響應(yīng)程序，增加電力需求側(cè)管理等解決辦法。用這種強(qiáng)化的大塊非晶合金來(lái)做穿甲彈的彈芯，具有“自銳”效應(yīng)。另外，大塊非晶還具有耐磨、抗疲勞、延展性優(yōu)良的性質(zhì)。 (2)如何提高穩(wěn)定性。 (4)如何改進(jìn)制備工藝。 要解決上述問(wèn)題，可以從以下幾個(gè)方面 人手： (1)以現(xiàn)有的理論來(lái)指導(dǎo)合金成分設(shè)計(jì)，增加合金組元數(shù)量可以降低合金的熔點(diǎn)，提高合金的玻璃化溫?fù)窈侠淼脑映叽缗浜?，以便?gòu)成更加緊密的無(wú)序堆積；減小自由體積，使流動(dòng)性更小；另外還要合理選擇合金的組元，組元的選擇相當(dāng)復(fù)11 雜，如何高效地選擇合金組元尚有待人們的深人研究。 (3)建立非晶反應(yīng)晶化動(dòng)力學(xué)，推遲非晶態(tài)向晶態(tài)轉(zhuǎn)變，使之向更高溫度和更長(zhǎng)孕育期推遲；闡明過(guò)冷液相區(qū)和穩(wěn)定性之間的關(guān)系，探索提高塊體非晶穩(wěn)定性的途徑。目前該公司擁有 5條帶材生產(chǎn)線 ，可生產(chǎn)寬度在 100mm以下的不同規(guī)格的鐵基、鐵鎳基、鈷基非晶帶材和鐵基超微晶帶材 。 在下游 領(lǐng)域 ，非晶合金變壓器與取向硅鋼變壓器的銷售價(jià)格比大致在 。另外， HB1 的飽和 磁通密度比 SA1提高了 5%， 有利于變壓器設(shè)計(jì) 小型化 ， 減少 帶材、銅、油等用料 消耗 。中國(guó)的上市公司 ——置信電氣 從美國(guó)通用電氣公司引進(jìn)非晶合金變壓器的專有技術(shù)后 ,通過(guò)消化吸收，自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了適合中國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行的非晶合金變壓器系列產(chǎn)品 ,已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的非晶合金變壓器專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè) 。 ” 國(guó)家電網(wǎng)公司在 2021 年通過(guò)與業(yè)界合作，研究使用非晶變壓器的效益，研究結(jié)果在 2021 年上報(bào)，各方反應(yīng)正面； 2021年 ，中國(guó) 選取非晶變壓器作為電網(wǎng)節(jié)能的一項(xiàng)重要技術(shù)，并在國(guó)內(nèi)大規(guī)模鋪開(kāi)。 。在 2021 年，中國(guó)新增的非晶配變?nèi)萘看蠹s為2021 萬(wàn) KVA，并持續(xù)以高速增長(zhǎng)，其中江蘇省 較為典型，其 新增的變壓器，非晶占了極高的比例。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì) ， 截至 2021 年底，中國(guó)的已裝機(jī)發(fā)電能能已超過(guò) 700GW，對(duì)應(yīng)的輸配線損耗也就十分龐大。 在市場(chǎng)策略方面，日立科技非常注重下游產(chǎn)業(yè)鏈上市場(chǎng)與客戶的培育， 通過(guò)各種形式與途徑在變壓器生產(chǎn)企業(yè)，電網(wǎng)企業(yè)推介 非晶合金材料 ，通過(guò)培育重點(diǎn)客戶、典型市場(chǎng)來(lái)（“江蘇模式”）持續(xù)提升其在變壓器生產(chǎn)領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)和市場(chǎng)份額。 其生產(chǎn)的 SA1帶材 是目前 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ，在此技術(shù)上，日立金屬開(kāi)發(fā)了新一代帶材 HB1。 表 2 安泰科技非晶材料產(chǎn)品線概覽 類別 主要應(yīng)用領(lǐng)域 鐵基非晶合金帶材 中頻電源變壓器鐵芯，用于高功率密度的變速電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)的定子及轉(zhuǎn)子等 鐵基納米晶帶材 作為各種形式的高頻（ 20kHz－ 100kHz）開(kāi)關(guān)電源中的大中小功率的主變壓器、控制變壓器、濾波電感、儲(chǔ)能電感、電抗器、磁放大器、飽和電抗器鐵芯、 EMC 濾波器共模電感和差模電感鐵芯、 ISDN 微型隔離變壓器鐵芯；同時(shí)廣泛應(yīng)用于各種類型不同精度的互感器鐵芯 中頻變壓器鐵芯 各種中頻變壓器鐵芯，如航空變壓器、鐵路控制系統(tǒng)變壓器、機(jī)械零件淬火設(shè)備變壓器、激光電源變壓器等 電抗器矩形鐵芯 高頻大功率開(kāi)關(guān)電源中的輸出濾波電抗器及某些不間斷電源中12 的主變壓器 大功率開(kāi)關(guān)變壓器環(huán)形鐵芯 大功率開(kāi)關(guān)電源主變壓器（如逆變電源、 X 光電源、激光電源、通訊設(shè)備電源、高頻感應(yīng)加熱電源、 UPS） A 型抗直流漏電鐵芯 PFC 環(huán)形開(kāi)口電感鐵芯 漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)用互感器環(huán)狀鐵芯 小型開(kāi)關(guān)變壓器環(huán)形鐵芯 各種中小功 率的開(kāi)關(guān)電源模塊的主變壓器、脈沖變壓器、控制變壓器等 EMC共模電感環(huán)形鐵芯 共模噪聲抑制作用，在精密設(shè)備保護(hù)，電網(wǎng) EMI 諧波過(guò)濾等各種 EMC 場(chǎng)合廣泛應(yīng)用 中高壓電流互感器鐵芯 、 、 精度等級(jí)的精密電流互感器，環(huán)氧灌封套管式電流互感器，氣絕緣或油浸開(kāi)關(guān)設(shè)備，低壓、中壓、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，以及其它的電力傳輸和配電系統(tǒng)設(shè)備 緊密電流小互感器鐵芯 電子電度表，精密功率表，機(jī)械控制中電流過(guò)載保護(hù)，工業(yè)自動(dòng)化中電流控制 在產(chǎn)能規(guī)模方面，安泰科技目前正在建設(shè)年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸規(guī)模的非晶帶材生產(chǎn)線，根據(jù)安泰 科技提供的年報(bào)數(shù)據(jù)顯示， 該公司 2021年非晶帶材的銷量有望達(dá)到 2萬(wàn)噸 。 安泰科技與日立 安泰科技 安泰科技股份有限公司是以中國(guó)鋼研科技集團(tuán)有限公司（原鋼鐵研究總院）為主要發(fā)起人，聯(lián)合清華紫光 (集團(tuán) )總公司等單位發(fā)起成立的股份有限公司。深過(guò)冷結(jié)合液淬法可避免合金母材與容器壁直接接觸，最大限度地避免了非均質(zhì)形核。粉末固結(jié)成形法制備的樣品，不僅要滿足致密，而且要避免晶化，所制備的塊體材料在純度、致密度和成形等方面都受到很大限制，效率也有待提高。 (3)如何降低成本 。 產(chǎn)業(yè)化與市場(chǎng) 產(chǎn)業(yè)化分析 雖然大塊非晶作為一種新型材料，具有許多優(yōu)異的性能，近年來(lái)對(duì)它的制備技術(shù)、非晶形成能力的研究都取得了一定的進(jìn)展，但是對(duì)于它能否得到實(shí)際應(yīng)用還有許多問(wèn)題需要解決： (1)如何獲得更大的尺寸。另外，新型大塊非晶還具有類似于貧鈾合金的高絕熱剪切敏感性和更高的強(qiáng)度，這種特殊性能使得它適合于用來(lái)制造穿甲彈，因而已引起美國(guó)軍方的高度重視。由于沒(méi)有晶粒，晶界等缺陷，非晶比晶態(tài)合金更加耐腐蝕，可作為腐蝕環(huán)境中應(yīng)用設(shè)備的首選材料。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展與電力供應(yīng)的不匹配，電力短缺代價(jià)也越來(lái)越大。由于非晶能減少渦流，因而可以應(yīng)用在高頻設(shè)備中，現(xiàn)代工業(yè)多用它制造配電變壓器，具有顯著的節(jié)能效果 。用大塊 zr 基非晶制
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