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需求逐年增長

非晶合金粉末市場潛力巨大

2023-05-17 07:56:00

  本報記者 趙萍
  “具有節(jié)能減排優(yōu)勢的非晶合金材料將朝著高端化方向不斷發(fā)展。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的逐步拓寬,非晶、納米晶等新型合金材料的市場需求將不斷增加。”
  “非晶合金材料具有高飽和磁感、高磁導(dǎo)率、低矯頑力和較低的高頻損耗等優(yōu)點,還具有良好的硬度、耐磨性、溫度及環(huán)境穩(wěn)定性等,在實際應(yīng)用中顯示出體積小、效率高、節(jié)能等特點,市場潛力巨大?!?/div>
  “國內(nèi)非晶/納米晶磁粉大部分依賴進口,日本、韓國的產(chǎn)品占據(jù)國內(nèi)高端市場?!?/div>
  …………
  5月12日,在廣東深圳召開的第三屆非晶合金粉末應(yīng)用與發(fā)展高峰論壇上,與會專家一致表達了對非晶合金材料市場潛力和發(fā)展前景的看好。中國電器工業(yè)協(xié)會非晶合金材料應(yīng)用分會秘書長張華透露,保守估計,2023年非晶合金粉末需求量在6000噸左右,預(yù)計同比增長50%,甚至更多。
  在此次論壇上,12位專家分享了非晶合金粉末制備技術(shù)最新研究進展,展望了非晶軟磁合金粉末發(fā)展機遇等,為非晶合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展出謀劃策、共創(chuàng)未來。
  非晶合金粉末制備技術(shù)日趨完善
  此前,非晶形成能力有待提高一直是業(yè)內(nèi)“痛點”,但在此次論壇上,多位專家分享了非晶合金粉末制備技術(shù)的最新研究進展,國內(nèi)對非晶形成能力的控制水平正逐漸提高。
  在氣霧化制粉方面,中科院金屬研究所研究員王建強做了分享。“國外非晶合金粉末做得好的關(guān)鍵是在霧化器設(shè)計方面有優(yōu)勢?!蓖踅◤娭赋?,氣霧化流場具有極高的速度梯度和溫度梯度,難以觀測和記錄瞬態(tài),具有復(fù)雜和不穩(wěn)定性的特點,其演變行為與粉末特性難以關(guān)聯(lián),因此對氣霧化的內(nèi)部調(diào)控非常重要。隨后,他在介紹3D打印高質(zhì)量非晶合金粉末制備最新研究進展時表示,通過實驗發(fā)現(xiàn)在6兆帕、7兆帕條件下能夠形成完全非晶態(tài),并分享了氣液相對速度和粉體質(zhì)量的關(guān)系。
  在水霧化制粉方面,安徽大學(xué)教授(二級)劉先松介紹,該制備技術(shù)在二代水霧化的基礎(chǔ)上以保護氣體在粉體顆粒表面形成氣膜,削弱了高壓水流的分散能力,減慢冷卻速度,提高了球形度。通過在粉體初步凝固后提高介質(zhì)的冷卻速度,提高了粉體顆粒的非晶形成能力,最終得到高球形度、大臨界尺寸非晶合金粉末。他介紹,三代水霧化制備的Fe74Si11B11Cr2C2非晶球形粉具有更高的磁導(dǎo)率和更低的損耗,耐壓特性得到明顯提升。同時,采用該工藝生產(chǎn)的鐵硅FeSi5.5,在有效磁導(dǎo)率增加的同時,直流疊加特性也得到了改善。
  在水氣組合霧化技術(shù)制粉方面,實現(xiàn)了核心霧化器系統(tǒng)自主設(shè)計和國產(chǎn)化制造。“隨著市場對金屬粉末性能要求的不斷提高,霧化制粉技術(shù)也在持續(xù)改進?!卑蔡ò灾荩┨胤N粉業(yè)有限公司總經(jīng)理助理孟令兵介紹,其公司研發(fā)的水氣組合霧化技術(shù)兼具氣霧化和水霧化制粉的優(yōu)點,利用氣體初始破碎金屬液流,再通過高壓水射流二次破碎金屬液流,同時由于氣體的存在,減慢了金屬液滴的冷卻速度,使之凝固時有更多的時間球化,可制備超細、低氧、近球形合金粉末。
  此外,中國臺灣新北市耀德技術(shù)咨詢有限公司首席講師邱耀弘在分享以MIM(金屬注射成形)工藝制作一體式非晶電感的探索性研究時表示,粉末不是越圓越好,近球形最好。
  非晶軟磁合金粉末發(fā)展前景可期
  磁性材料是信息存儲、電能輸運傳遞、電磁能與機械能轉(zhuǎn)化的物質(zhì)基礎(chǔ)。在新一輪信息技術(shù)、航空航天、無人駕駛、新能源、智能制造、高端醫(yī)療和國防安全等領(lǐng)域有著廣泛而重要的應(yīng)用。而非晶合金材料在磁性方面的競爭優(yōu)勢廣受業(yè)內(nèi)關(guān)注。在此次論壇上,與會專家分析了其目前發(fā)展現(xiàn)狀,并表達了對其發(fā)展的看好。
  中科院院士、中科院物理研究所研究員、松山湖材料實驗室主任汪衛(wèi)華認為,非晶材料在信息時代可以發(fā)揮的作用取決于能否開發(fā)出好的非晶軟磁材料。
  在發(fā)展現(xiàn)狀方面,汪衛(wèi)華介紹了松山湖材料實驗室研發(fā)的非晶-納米晶雙相復(fù)合結(jié)構(gòu)(極細、規(guī)整的橢圓形納米晶顆粒均勻分布在非晶基底上)。該材料具有優(yōu)異的綜合高頻軟磁性能,包括磁導(dǎo)率相對更高、損耗相對更低、剩余飽和磁感應(yīng)強度相對更高等。四川大學(xué)博士生導(dǎo)師劉穎介紹了納米晶釹鐵硼永磁材料與器件、非晶納米晶磁材制造用模具材料的最新研發(fā)進展等。深圳市麥捷微電子科技股份有限公司總監(jiān)胡庚介紹了模壓電感對磁粉的要求,并指出非晶合金粉末在制造模壓電感方面存在需要改善之處。一是非晶及納米晶粉易出現(xiàn)尖銳角及長尾狀的“魯珀特之淚”,易刺破漆包線絕緣層。二是非晶合金粉末絕緣的可靠性較差。三是非晶合金粉末在熱力學(xué)上具有不穩(wěn)定性。浙江省磁性材料應(yīng)用技術(shù)制造業(yè)創(chuàng)新中心項目負責(zé)人池強分享了先進金屬軟磁材料功能材料開發(fā)及應(yīng)用技術(shù),并介紹了非晶軟磁合金粉末相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制的最新進展。
  在未來發(fā)展方面,中科院院士、南京大學(xué)教授都有為認為,隨著高頻逆變技術(shù)的成熟,開關(guān)電源頻率向大于20千赫茲方向發(fā)展,變壓器尺寸變小,為非晶、納米晶軟磁材料開拓應(yīng)用領(lǐng)域。值得注意的是,在此次研討會上,都有為、胡庚都關(guān)注到了磁性高熵材料,北京科技大學(xué)教授張勇的學(xué)生溫雨欣做了《高熵合金及其粉末應(yīng)用進展》的主題報告。
  此外,中國電器科學(xué)研究院股份有限公司副主任、教授級高級工程師王俊在介紹海上風(fēng)電防腐涂層行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀時指出,針對深遠海環(huán)境應(yīng)力,可探索非晶涂層新型熱噴涂基礎(chǔ)材料在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用。
  消息鏈接
  第三屆非晶合金粉末應(yīng)用與發(fā)展高峰論壇舉辦——
2022年我國非晶合金粉末消耗量同比增長約25%
  本報訊(記者趙萍)5月12日,第三屆非晶合金粉末應(yīng)用與發(fā)展高峰論壇在廣東深圳舉辦。論壇介紹,2022年我國消耗非晶合金粉末約4000噸、同比增長約25%。
  中科院院士、中科院物理研究所研究員、松山湖材料實驗室主任汪衛(wèi)華,中國電器工業(yè)協(xié)會非晶合金材料應(yīng)用分會(簡稱中電協(xié)非晶分會)理事長王貴東為論壇致辭。中科院院士、南京大學(xué)教授都有為,汪衛(wèi)華,中科院金屬研究所研究員王建強,中電協(xié)非晶分會秘書長張華等12位專家圍繞非晶合金粉末相關(guān)研究最新進展、下游應(yīng)用情況、未來發(fā)展方向等內(nèi)容做主題報告。張華和浙江省磁性材料應(yīng)用技術(shù)制造業(yè)創(chuàng)新中心項目負責(zé)人池強分別主持上、下午論壇。
  在致辭中,汪衛(wèi)華表示,非晶合金發(fā)展到今天,正處于應(yīng)用發(fā)展的機遇期。當(dāng)前,電動汽車、光伏等行業(yè)獲得快速發(fā)展,非晶軟磁材料在其中發(fā)揮作用正當(dāng)其時。“這需要一大批研究所科研人員和企業(yè)家等聯(lián)手解決相關(guān)材料‘卡脖子’難題?!彼瑫r指出。
  王貴東也表示,當(dāng)前產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型步伐加快,對新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)需求前所未有,非晶合金材料發(fā)展面臨難得機遇,非晶合金粉末更是前景可期。非晶合金粉末材料在軟磁涂層、3D打印、催化劑等領(lǐng)域發(fā)揮的作用得到相關(guān)行業(yè)高度關(guān)注,目前已成為新能源汽車、儲能電站、光伏發(fā)電、航空航天及石油化工等領(lǐng)域不可多得的新材料?!爱?dāng)然,非晶合金粉末產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開企業(yè)科技創(chuàng)新和市場推廣,也離不開上下游產(chǎn)業(yè)鏈攜手協(xié)作與共同推進,更離不開科研單位的科技攻關(guān)?!彼f道。
  據(jù)悉,非晶合金粉末相關(guān)研討會從2019年(首屆)開始,目前已舉辦兩屆。此次論壇以“優(yōu)勢—融合—發(fā)展”為主題,旨在更好地推動我國非晶合金材料產(chǎn)業(yè)化高質(zhì)量發(fā)展,把非晶合金粉末材料競爭優(yōu)勢轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢。論壇由中電協(xié)非晶分會、非晶中國大數(shù)據(jù)研究中心主辦,中國物理學(xué)會非晶態(tài)物理專業(yè)委員會、松山湖材料實驗室協(xié)辦,江蘇碧姆帝新材料科技有限公司承辦,來自電力電子、風(fēng)電新能源、儲能、航空航天、石油化工、軍工等領(lǐng)域的專家學(xué)者、企業(yè)代表等近150人參加。
  《中國冶金報》(2023年05月17日 06版六版)

 

 

 

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:宋玉錚

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