非晶合金研究報(bào)告-資料下載頁(yè)
2024-12-01 16:07本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】金屬在熔化后，內(nèi)部原子處于活躍狀態(tài)。一旦金屬開(kāi)始冷卻，原子就會(huì)隨著溫度的下降，而慢慢。地按照一定的晶態(tài)規(guī)律有序地排列起來(lái)，形成晶體。但如果冷卻過(guò)程很快，原子還來(lái)不及重新排。列就被凝固住了，由此就產(chǎn)生了非晶態(tài)合金。制備非晶態(tài)合金采用的正是一種快速凝固的工藝。將處于熔融狀態(tài)的高溫鋼水噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥上。鋼水以每秒百萬(wàn)度的速度迅速冷卻，僅。用千分之一秒的時(shí)間就將1300℃的鋼水降到200℃以下，形成非晶帶材。非晶態(tài)合金與晶態(tài)合金相比，在物理性能、化學(xué)性能和機(jī)械性能方面都發(fā)生了顯著的變化。以鐵元素為主的非晶態(tài)合金為例，它具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低損耗的特點(diǎn)。性,非晶態(tài)合金材料在電子、航空、航天、機(jī)械、微電子等眾多領(lǐng)域中具備了廣闊的應(yīng)用空間。成為國(guó)內(nèi)目前最大的非晶合金變壓器生產(chǎn)企業(yè)。產(chǎn)品的替代威脅值得相關(guān)企業(yè)進(jìn)行關(guān)注。電子結(jié)構(gòu)、合金的熱力學(xué)性質(zhì)以及相應(yīng)的晶態(tài)結(jié)構(gòu)等對(duì)非晶形成能力也有較大的影響。
【正文】 面積小但比較長(zhǎng)的樣品，一般只適用于非晶形成能力較強(qiáng)的體系。 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。 (2)從制備工藝上考慮，改變現(xiàn)有的冷卻環(huán)境和控制非均勻形核條件 (如改善模具內(nèi)腔的光潔度、提高原材料純度 )，探尋新的實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)備。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。摻雜、替換法可在原非晶合金基礎(chǔ)上獲得熱 穩(wěn)定性更佳、強(qiáng)度更高的多組元非晶合金及大塊納米晶合金。 (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。 (4)開(kāi)發(fā)具有較低成本的合金體系。 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。 安泰科技設(shè)有國(guó)家非晶微晶工程技術(shù)研究中心， 其主要定位是加速非晶微晶科研成果的工程化和產(chǎn)業(yè)化。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 。 目前，安泰科技的非晶材料產(chǎn)品線豐富，主要用于滿足各種特種需求（表 2） 。 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 。 在盈利能力方面，根據(jù)歷史財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)估算， 2021 年 非晶帶材 /噸， 凈利潤(rùn)接近 18%（單噸凈利潤(rùn) 3400元） 。 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 。 日立金屬 日立金屬是目前世界上最大的非晶帶材生產(chǎn)商，在技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模均處于領(lǐng)先水平。 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。 與 SA1相比， HB1的矯頑力降低了 25%，令鐵損進(jìn)一步減少。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 。 13 在產(chǎn)能規(guī)模方面， 2021 年年產(chǎn)量 已達(dá) t， 2021年產(chǎn)能達(dá)到 8萬(wàn) t 規(guī)模，而根據(jù)其遠(yuǎn)期規(guī)劃， 2021年產(chǎn)能將達(dá)到 15 萬(wàn) t。 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。 非晶合金變壓器 非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料 ——非晶合金制作鐵芯而成的變壓器，它 比硅鋼片作鐵芯變壓器的空載損耗 (指變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，在初級(jí)測(cè)得的功率損耗 )下降 80%左右 ，空載電流 (變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流 )下降約 85%，是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等負(fù)載率較低的地方。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) 。 在應(yīng)用方面，在當(dāng)前節(jié)能減排大環(huán)境下， 作為擁有世界 第二發(fā)電量的國(guó)家， 有著巨大的前景。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。非晶合金能把變壓器鐵損降低 70%，以中國(guó)情況來(lái)計(jì)算，如果所有配變都用上非晶技術(shù)的話，每年節(jié)省的電量就達(dá)到 120至 30TWh，對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放亦減少了 1500至 2021萬(wàn)噸。 ” 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)。 與此同時(shí)， 國(guó)家 電網(wǎng)公司把非晶技術(shù)認(rèn)定為一項(xiàng)重要的電網(wǎng)節(jié)能技術(shù)，列入 2021年出版的《國(guó)家電網(wǎng)公司重點(diǎn)應(yīng)用新技術(shù)目錄》 。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。隨著 “ 江 蘇模式 ” 的成功， 很多能耗較高的省份相繼以非晶變壓器，作為更新?lián)Q代及電網(wǎng)擴(kuò)建的主要選擇 。
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