本報記者 趙萍
在“雙碳”目標與科技革命交匯處，磁性材料行業(yè)正經(jīng)歷從規(guī)模擴張向價值創(chuàng)造的深刻轉(zhuǎn)變。作為助力現(xiàn)代高效能磁性材料實現(xiàn)革命性突破的非晶納米晶合金備受矚目。這一新型材料憑借其獨特的微觀結(jié)構(gòu)和卓越的軟磁性能，正在電力電子、新能源等前沿領(lǐng)域引發(fā)一場能效革命。
6月11日，來自非晶納米晶合金上下游相關(guān)領(lǐng)域的科研專家、企業(yè)代表齊聚上海，在2025屆非晶納米晶合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上圍繞在“雙碳”目標下非晶納米晶合金的創(chuàng)新技術(shù)突破、前沿領(lǐng)域應(yīng)用展望、產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)等展開了深入交流探討。
從創(chuàng)新技術(shù)突破來看，非晶納米晶合金在性能研究和制備工藝上獲得飛速發(fā)展。與會嘉賓介紹，非晶合金通過材料本征性能革新（低損耗、高磁導(dǎo)）與工藝創(chuàng)新（超薄帶材、納米晶復(fù)合），在電力、交通、電子等領(lǐng)域形成顯著的能效杠桿效應(yīng)。
目前，河北、廣東等多地已布局非晶合金產(chǎn)業(yè)鏈，廣東電網(wǎng)成功研制出世界首臺110千伏/20兆伏安非晶節(jié)能變壓器，攻克大容量設(shè)備尺寸控制、噪聲抑制等難題，其空載損耗較傳統(tǒng)產(chǎn)品下降超60%，噪聲低于城區(qū)管控標準1分貝。廣東電網(wǎng)預(yù)計，將在2026年實現(xiàn)110千伏50兆伏安及63兆伏安非晶合金立體卷鐵心（也作鐵芯）油浸式電力變壓器的批量化生產(chǎn)。
會議還透露，我國非晶納米晶合金在部分領(lǐng)域的研發(fā)全球領(lǐng)先，如國內(nèi)某團隊成功攻克低功耗軟磁復(fù)合材料工業(yè)化生產(chǎn)難題。可以預(yù)見，隨著非晶納米晶合金相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化突破，我國有望在新能源裝備、高端制造等前沿領(lǐng)域構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力。
從前沿領(lǐng)域應(yīng)用展望來看，非晶納米晶合金技術(shù)發(fā)展解鎖了多元應(yīng)用場景。除了在電力節(jié)能、光伏風電、新能源汽車、消費電子、家電、粒子加速器等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用外，非晶納米晶合金在生物醫(yī)療、航空航天、下一代通信技術(shù)等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大發(fā)展?jié)摿ΑＥc此同時，非晶電機在低空經(jīng)濟領(lǐng)域的應(yīng)用正成為產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵驅(qū)動力，其獨特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。
與會嘉賓還介紹，非晶立體卷變壓器的性能特點精準匹配智能電網(wǎng)的發(fā)展需求，且目前國內(nèi)已有企業(yè)根據(jù)不同容量等級鐵心的技術(shù)需求，針對性選用差異化工藝方案并實現(xiàn)工程化應(yīng)用。除電網(wǎng)改造外，非晶納米晶合金技術(shù)正向新能源領(lǐng)域快速滲透。在新能源汽車領(lǐng)域，鐵基非晶帶材應(yīng)用于驅(qū)動電機可顯著提升能效，若10%車輛采用該技術(shù)，年需求將達2.6萬噸。
同時，與會嘉賓呼吁，要關(guān)注船舶電動化這個新藍海，其兆瓦級動力系統(tǒng)對節(jié)能材料的需求更為迫切。更為顛覆的是，與會嘉賓在此次會議上介紹了非晶納米晶合金在新型通信天線上的應(yīng)用——聲驅(qū)動甚低頻天線。該團隊利用鐵基非晶材料研制的機械波天線，通過聲波-電磁場轉(zhuǎn)換機制實現(xiàn)功能。而其表層納米晶析出的硼元素通過再氧化實現(xiàn)“表面-內(nèi)部”應(yīng)力耦合，可降低損耗。目前，該團隊正在對其進行產(chǎn)業(yè)化可行性分析驗證。
此外，還值得關(guān)注的是，與會嘉賓介紹，非晶合金中應(yīng)用最廣泛的主要為鐵基非晶合金和鐵基納米晶合金。其中，鐵基非晶合金主要應(yīng)用于中低頻環(huán)境的配電變壓器、電機材料；鐵基納米晶合金具有更高的磁導(dǎo)率和更低的損耗，傳輸效率更高，主要應(yīng)用于中高頻環(huán)境的電子磁性元器件。2024年中國非晶合金材料中，鐵基非晶合金占比最高，達53.7%，鐵基納米晶合金占比為32.2%。
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)來看，國家大力推動重點領(lǐng)域能效達到國際先進水平，具備低損耗特性的非晶納米晶合金站上政策風口，潛力巨大，但其規(guī)模化應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)。
與會嘉賓指出，非晶鐵心的特殊性能導(dǎo)致電機功率扭矩表現(xiàn)與硅鋼存在差異，需要從系統(tǒng)層面匹配電機性能，滿足整車需求，或增加電機長度，提高輸出扭矩，但此舉會導(dǎo)致電機成本進一步增加，仍需攻克這一難題。
同時，行業(yè)標準建設(shè)滯后問題亟待破解。與會嘉賓指出，標準覆蓋范圍與技術(shù)脫節(jié)，如高頻納米晶帶材厚度、質(zhì)量等缺乏統(tǒng)一標準，企業(yè)采用自定標準生產(chǎn)，質(zhì)量一致性難以保障，制約高端應(yīng)用拓展；國際競爭加劇，如歐盟將納米晶磁心納入關(guān)鍵原材料清單并加征關(guān)稅，日美企業(yè)通過專利布局壟斷80%高端市場，而相關(guān)標準缺失的我國企業(yè)可能面臨技術(shù)封鎖與貿(mào)易風險。
此外，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效率低下。目前，非晶合金軟磁粉末性能等基礎(chǔ)參數(shù)雖已有國標，但涂層工藝、可降解支架等跨領(lǐng)域應(yīng)用仍無行業(yè)通用標準，阻礙產(chǎn)學(xué)研成果轉(zhuǎn)化。
《中國冶金報》（2025年06月18日 03版三版）
