中國冶金報社
記者 趙萍 報道
非晶分會供圖 王海波攝影
圖為張華
“在當(dāng)前技術(shù)背景下，非晶電機(jī)總體發(fā)展勁頭十足，須注意避免‘噱頭’，注重多學(xué)科聯(lián)動、跨領(lǐng)域融合，扎扎實實開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，才有‘看頭’。”4月17日，中國電器工業(yè)協(xié)會非晶合金材料應(yīng)用分會秘書長張華在第三屆非晶電機(jī)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研討會上介紹了國內(nèi)外非晶電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀，并深刻指出了我國非晶電機(jī)當(dāng)前發(fā)展面臨的7大問題，提出了相關(guān)建議。
從國外非晶電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，勢頭較好、發(fā)展提速。張華介紹，日本非晶電機(jī)開始走向產(chǎn)業(yè)化實際應(yīng)用，至少有5家企業(yè)對非晶電機(jī)的產(chǎn)量化研究提質(zhì)提速，且開發(fā)出全球首例在非晶態(tài)材料中使用的凹凸鉚接工藝——非晶態(tài)定子核心量產(chǎn)技術(shù)，目標(biāo)市場涵蓋小型移動設(shè)備及航空航天產(chǎn)業(yè)；澳大利亞一公司將新型納米晶磁性材料與先進(jìn)制造方法相結(jié)合研發(fā)的一款新型非晶電機(jī)問世，得到高度關(guān)注，或用于軍事領(lǐng)域；美國非晶電機(jī)發(fā)展一直走在前列，除在初雪車、割草機(jī)、發(fā)電機(jī)上大量應(yīng)用外，數(shù)據(jù)中心、機(jī)器人、新能源汽車、飛行器、軍工導(dǎo)彈等領(lǐng)域也開始應(yīng)用。
從國內(nèi)非晶電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，主要呈現(xiàn)4大特點。
一是業(yè)界認(rèn)識不斷深入。主要達(dá)成3點共識，一是普遍認(rèn)為高頻電機(jī)是產(chǎn)業(yè)未來重要發(fā)展方向。非晶電機(jī)代表著高頻電機(jī)未來技術(shù)制高點，核心在于通過材料革命實現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換效率的階躍式提升。二是當(dāng)前在新能源汽車領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用優(yōu)勢，即不僅可以提升能效，還從系統(tǒng)層面重構(gòu)了電驅(qū)動架構(gòu)的設(shè)計范式。三是基本確定未來在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域?qū)⒋笥凶鳛椤７蔷щ姍C(jī)材料特性完美匹配飛行器對動力系統(tǒng)的高功率密度、高可靠性和輕量化需求，對該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用正成為非晶電機(jī)產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵驅(qū)動力。
二是參與單位增多。從生產(chǎn)企業(yè)看，全國現(xiàn)有開始設(shè)計制備非晶電機(jī)的企業(yè)近100家，其中新能源汽車企業(yè)超15家。從科研單位看，全國科研單位、高校、企業(yè)省級工程技術(shù)中心有超60個電機(jī)/材料課題組開始研究非晶電機(jī)，并取得一定進(jìn)展，如2024年發(fā)表各類有影響力的相關(guān)科研論文超20篇、申請相關(guān)授權(quán)專利15件。
三是工藝技術(shù)取得新進(jìn)展，包括新技術(shù)、新工藝迅速落地，如自粘結(jié)技術(shù)用在新能源汽車電機(jī)鐵芯上實現(xiàn)高效率、低噪聲、環(huán)保和高性能等；帶材制備取得長足發(fā)展，在不影響性能的前提下，韌性和可加工性成為主要方向；加工工藝有新突破，除了沖壓、線切割等工藝外，融合激光、3D打印、MIM技術(shù)等也有了新方案。
四是產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速。張華介紹，2024年，非晶驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)量近萬臺、同比增長150%，其他非晶高速電機(jī)產(chǎn)量近20萬臺、同比增長180%，但仍供不應(yīng)求，發(fā)展空間很大。
隨后，張華特別分析了當(dāng)前非晶電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)的畸輕畸重現(xiàn)象。
一是盲目重視材料BS（飽和磁感強(qiáng)度）值。由于提高BS值，可有效提高變壓器或電機(jī)的功率密度、顯著縮小設(shè)備體積，業(yè)界忽視了目前大多數(shù)高BS非晶帶材脆性大問題，導(dǎo)致材料制備難度加大。
二是輕視高質(zhì)量帶材制備。目前，除了少數(shù)龍頭企業(yè)外，國內(nèi)非晶帶材制備水平參差不齊，普遍韌性較差，存在一致性問題，不能滿足高質(zhì)量電機(jī)制備需求。
三是非晶電機(jī)領(lǐng)域融合人才匱乏。張華特別指出，材料科學(xué)家與電機(jī)工程師之間存在認(rèn)知斷層，雙方對材料性能和電機(jī)設(shè)計技術(shù)要求無法同頻共振成為制約非晶電機(jī)技術(shù)商業(yè)化落地的核心瓶頸之一。
四是制備工藝創(chuàng)新點少。從當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，傳統(tǒng)加工方式嚴(yán)重制約著非晶材料性能的有效發(fā)揮。除了當(dāng)前傳統(tǒng)的沖壓、線切割工藝外，激光、3D打印、MIM多技術(shù)組合等創(chuàng)新嘗試較少。
五是實際應(yīng)用場景開發(fā)少。張華指出，非晶電機(jī)在高速高頻領(lǐng)域的應(yīng)用潛力尚未充分釋放，許多需要高功率密度、高頻響應(yīng)的場景仍被傳統(tǒng)電機(jī)主導(dǎo)。這既受限于技術(shù)認(rèn)知不足，也源于非晶材料特性與高速工況匹配的系統(tǒng)性研究缺失。
六是警惕市場亂象。非晶電機(jī)熱度不斷攀升，相關(guān)技術(shù)、資本，企業(yè)、科研單位紛紛入場，但各自為政、畫地為牢，且缺乏優(yōu)勢上下游產(chǎn)業(yè)鏈組合，難以形成合力圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵共性技術(shù)難題展開攻關(guān)。同時，其他關(guān)聯(lián)不大的行業(yè)涌到非晶合金領(lǐng)域制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，涌現(xiàn)出的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量不一，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)在行業(yè)內(nèi)不適用、不能用，產(chǎn)生很多“僵尸標(biāo)準(zhǔn)”。
七是實干精神不足。張華特別強(qiáng)調(diào)，產(chǎn)業(yè)當(dāng)前出現(xiàn)“追概念、亂跟風(fēng)、花架子”等現(xiàn)象，投機(jī)取巧者無技術(shù)積累，卻“小動作大宣傳”吸引眼球；盲目跟風(fēng)者不懂材料特性、不研究產(chǎn)業(yè)規(guī)律，強(qiáng)行入場敗興而歸；急功近利者基于部分技術(shù)和工藝試圖“一口吃成個胖子”，缺乏多年如一日的沉心研究。
