非晶纳米晶软磁材料是现代电力电子系统的核心基础材料,是“非晶”和“纳米晶”两种材料的总称。非晶合金原子排列呈长程无序状态,无晶粒和晶界;纳米晶合金以铁基非晶合金为前驱体,通过精密退火在其内部均匀析出尺寸约10-20纳米的微小晶粒,形成“非晶基体+纳米晶粒”的双相结构。非晶纳米晶软磁材料相较于传统硅钢与铁氧体具有高频损耗低、磁导率高等特点。
非晶纳米晶软磁材料按照材料基体可以分为铁基非晶纳米晶软磁材料、钴基非晶纳米晶软磁材料和铁镍基非晶纳米晶软磁材料。铁基非晶纳米晶软磁材料磁感高饱和,但磁导率相对较低。擅长处理大电流、高功率场景,适用于配电变压器、大功率电感;钴基非晶纳米晶软磁材料磁导率高,矫顽力极低,但饱和磁感较低、成本高,可用于磁头、精密磁传感器;铁镍基晶纳米晶软磁材料主要用于电子器件。按照产品形态,非晶纳米晶软磁材料可以分为带材、粉材、丝材等。
新思界产业研究中心整理发布的《
2026-2030年全球及中国非晶纳米晶软磁材料行业研究及十五五规划分析报告》显示,中国是全球非晶纳米晶软磁材料的生产与消费中心,产业规模快速增长。非晶纳米晶软磁材料由于其高频、低损耗特性,被用于电力、新能源、电子信息等产业。传统电力领域,非晶纳米晶软磁材料可用于非晶配电变压器,空载损耗比硅钢变压器低,节能效果明显;在电动汽车领域,非晶纳米晶软磁材料可用于车载OBC/DCDC、驱动电机、800V高压快充磁性元件,提升电能转换效率,满足高频、高功率密度需求;在光伏储能方面,非晶纳米晶软磁材料可用于光伏逆变器、储能变流器。
中国电器工业协会非晶合金材料应用分会相关统计显示,2024年全国共有各类非晶合金材料生产企业近300家,其中铁基非晶合金带材企业7家,产线24条,年设计产能19万吨;2024年纳米晶合金企业128家,产线350余条,年设计产能4万吨。当前,全球非晶纳米晶软磁材料生产企业主要包括Proterial, Ltd.、云路股份、安泰科技等。Proterial, Ltd.是原日立金属,1988年日立金属公司的Yashiwa等人在非晶合金基础上通过晶化处理开发出纳米晶软磁合金Finemet并实现产业化,其纳米晶软磁材料Finemet系列产量最大,广泛应用于新能源汽车、5G通信、消费电子和工业设备等领域。云路股份主营非晶合金、纳米晶合金、磁合金粉末三大材料及其制品系列,是全球最大非晶带材生产基地,截至2024年底非晶带材生产能力增至10.5万吨。云路股份纳米晶产品有薄带与磁环,可用于制作电感、高性能磁存储器和传感器等。安泰科技产品涉及非晶/纳米晶带材及制品、难熔材料及制品、粉末材料及制品、磁性材料及制品、焊接材料及制品、过滤材料及环保工程、高速工具钢及人造金刚石工具等领域,具有新一代高性能非晶纳米晶带材产品生产能力,可用于固态变压器领域。
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