非晶納米晶軟磁材料是現代電力電子系統的核心基礎材料,是“非晶”和“納米晶”兩種材料的總稱。非晶合金原子排列呈長程無序狀態,無晶粒和晶界;納米晶合金以鐵基非晶合金為前驅體,通過精密退火在其內部均勻析出尺寸約10-20納米的微小晶粒,形成“非晶基體+納米晶粒”的雙相結構。非晶納米晶軟磁材料相較于傳統硅鋼與鐵氧體具有高頻損耗低、磁導率高等特點。
非晶納米晶軟磁材料按照材料基體可以分為鐵基非晶納米晶軟磁材料、鈷基非晶納米晶軟磁材料和鐵鎳基非晶納米晶軟磁材料。鐵基非晶納米晶軟磁材料磁感高飽和,但磁導率相對較低。擅長處理大電流、高功率場景,適用于配電變壓器、大功率電感;鈷基非晶納米晶軟磁材料磁導率高,矯頑力極低,但飽和磁感較低、成本高,可用于磁頭、精密磁傳感器;鐵鎳基晶納米晶軟磁材料主要用于電子器件。按照產品形態,非晶納米晶軟磁材料可以分為帶材、粉材、絲材等。
新思界產業研究中心整理發布的《
2026-2030年全球及中國非晶納米晶軟磁材料行業研究及十五五規劃分析報告》顯示,中國是全球非晶納米晶軟磁材料的生產與消費中心,產業規模快速增長。非晶納米晶軟磁材料由于其高頻、低損耗特性,被用于電力、新能源、電子信息等產業。傳統電力領域,非晶納米晶軟磁材料可用于非晶配電變壓器,空載損耗比硅鋼變壓器低,節能效果明顯;在電動汽車領域,非晶納米晶軟磁材料可用于車載OBC/DCDC、驅動電機、800V高壓快充磁性元件,提升電能轉換效率,滿足高頻、高功率密度需求;在光伏儲能方面,非晶納米晶軟磁材料可用于光伏逆變器、儲能變流器。
中國電器工業協會非晶合金材料應用分會相關統計顯示,2024年全國共有各類非晶合金材料生產企業近300家,其中鐵基非晶合金帶材企業7家,產線24條,年設計產能19萬噸;2024年納米晶合金企業128家,產線350余條,年設計產能4萬噸。當前,全球非晶納米晶軟磁材料生產企業主要包括Proterial, Ltd.、云路股份、安泰科技等。Proterial, Ltd.是原日立金屬,1988年日立金屬公司的Yashiwa等人在非晶合金基礎上通過晶化處理開發出納米晶軟磁合金Finemet并實現產業化,其納米晶軟磁材料Finemet系列產量最大,廣泛應用于新能源汽車、5G通信、消費電子和工業設備等領域。云路股份主營非晶合金、納米晶合金、磁合金粉末三大材料及其制品系列,是全球最大非晶帶材生產基地,截至2024年底非晶帶材生產能力增至10.5萬噸。云路股份納米晶產品有薄帶與磁環,可用于制作電感、高性能磁存儲器和傳感器等。安泰科技產品涉及非晶/納米晶帶材及制品、難熔材料及制品、粉末材料及制品、磁性材料及制品、焊接材料及制品、過濾材料及環保工程、高速工具鋼及人造金剛石工具等領域,具有新一代高性能非晶納米晶帶材產品生產能力,可用于固態變壓器領域。
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