引領電感器件高效能新時代
非晶合金粉末挑戰與機遇並存
2026-03-28 08:16:03
本報記者 趙萍
當5G基(ji)站(zhan)以(yi)每(mei)秒(miao)千(qian)兆(zhao)的(de)速(su)度(du)處(chu)理(li)海(hai)量(liang)數(shu)據(ju)流(liu)時(shi),當(dang)大(da)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)服(fu)務(wu)器(qi)在(zai)方(fang)寸(cun)之(zhi)間(jian)實(shi)現(xian)高(gao)密(mi)度(du)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)時(shi),當(dang)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)電(dian)機(ji)在(zai)高(gao)溫(wen)高(gao)負(fu)荷(he)工(gong)況(kuang)下(xia)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)輸(shu)出(chu)時(shi),一(yi)場(chang)由(you)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)粉(fen)末(mo)引(yin)發(fa)的(de)電(dian)感(gan)技(ji)術(shu)革(ge)命(ming)已(yi)悄(qiao)然(ran)展(zhan)開(kai)——這種由液態金屬急冷凝固而成的特殊材料,憑借其高飽和磁感應強度、低磁滯損耗的特性,正推動電感器件向高頻化、微型化、高效能方向跨越式發展。
12月6日,來自國內外非晶合金粉末產業鏈上下遊的專家學者齊聚廣東深圳,在第5屆非晶合金粉末應用與發展論壇上圍繞非晶合金粉末高效製備工藝創新、產業化應用實踐等議題展開深入交流。會議透露,非晶合金粉末產業當前發展有3大亮點值得關注。
一是智能模型賦能製備工藝革新。會議介紹,國內科研團隊基於數值模擬與物理模擬方法,係統開展了底吹氬精煉工藝優化、澆包結構改進、平ping麵mian流liu鑄zhu工gong藝yi參can數shu調tiao控kong及ji冷leng卻que銅tong輥gun水shui路lu換huan熱re設she計ji等deng研yan究jiu,顯xian著zhu提ti升sheng了le鋼gang液ye潔jie淨jing度du與yu非fei晶jing帶dai材cai性xing能neng均jun一yi性xing。同tong時shi,該gai團tuan隊dui創chuang新xin構gou建jian了le氣qi水shui霧wu化hua全quan過guo程cheng的de多duo尺chi度du數shu值zhi模mo型xing,揭jie示shi了le霧wu化hua過guo程cheng中zhong氣qi液ye界jie麵mian動dong力li學xue行xing為wei與yu熔rong滴di熱re質zhi傳chuan輸shu機ji製zhi,闡chan明ming了le關guan鍵jian工gong藝yi參can數shu與yu裝zhuang備bei結jie構gou對dui非fei晶jing合he金jin粉fen末mo球qiu形xing度du、非晶形成能力及粒徑分布的調控規律。
與會專家據此指出,非晶帶材產品表麵可能出現的“魚鱗狀”“雨刷狀”等缺陷,會導致軟磁性能顯著下降。當前,製備高潔淨度、無表麵紋路的非晶母帶仍是國內技術瓶頸,需加強鐵基坯料潔淨度控製、殘餘有害元素去除、熔體精煉工藝及保護澆鑄技術的產學研用協同攻關。此外,熔煉用鐵合金與鋼液的潔淨度、qifenbaohutiaojianbujinyingxianggongyiwendingxing,gengzhijieguanlianfeijinghejinfenmochanpinxingmaoyuruancixingneng。yinci,fenmorongtizhibeiyuwuhuaguochengzhongdejinglianyubaohujishu(如氧含量、夾雜物及有害元素控製)同樣至關重要。
會議還指出,目前,非晶磁粉芯因非晶合金硬度高、塑性差,導致在壓製過程中粉末間結合力弱、成型密度偏低,嚴重影響其磁導率、損sun耗hao等deng綜zong合he磁ci性xing能neng的de發fa揮hui。未wei來lai,應ying結jie合he粉fen末mo成cheng型xing工gong藝yi優you化hua與yu散san體ti力li學xue數shu值zhi模mo擬ni,實shi現xian對dui非fei晶jing合he金jin粉fen末mo壓ya製zhi致zhi密mi化hua行xing為wei的de精jing準zhun調tiao控kong,推tui動dong高gao密mi度du、低損耗非晶磁粉芯的製備與應用。
二是脆性難題迎來係統性突破。此前,針對非晶合金室溫脆性影響其推廣應用難題,中科院寧波材料所、鬆山湖材料實驗室等的科研團隊持續開展基礎機理研究並取得了積極進展,廣汽攻克了非晶合金材料脆性高、成cheng型xing難nan度du大da等deng工gong藝yi難nan題ti,首shou次ci將jiang非fei晶jing合he金jin用yong於yu汽qi車che驅qu動dong電dian機ji。在zai此ci次ci會hui議yi上shang,國guo內nei科ke研yan團tuan隊dui分fen享xiang了le其qi通tong過guo創chuang新xin性xing發fa現xian金jin屬shu玻bo璃li室shi溫wen流liu動dong現xian象xiang,提ti出chu超chao聲sheng振zhen動dong誘you導dao塑su性xing(UVIP)技術,為破解非晶材料脆性困境提供了解決方案。
超(chao)聲(sheng)振(zhen)動(dong)誘(you)導(dao)塑(su)性(xing)是(shi)一(yi)種(zhong)在(zai)常(chang)溫(wen)或(huo)低(di)溫(wen)下(xia)通(tong)過(guo)超(chao)聲(sheng)振(zhen)動(dong)使(shi)材(cai)料(liao)表(biao)麵(mian)局(ju)部(bu)軟(ruan)化(hua)並(bing)發(fa)生(sheng)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)的(de)新(xin)機(ji)製(zhi),通(tong)過(guo)高(gao)頻(pin)超(chao)聲(sheng)振(zhen)動(dong)使(shi)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)在(zai)室(shi)溫(wen)下(xia)表(biao)現(xian)出(chu)類(lei)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)行(xing)為(wei)。基(ji)於(yu)此(ci)機(ji)理(li),該(gai)團(tuan)隊(dui)創(chuang)新(xin)性(xing)地(di)開(kai)發(fa)出(chu)用(yong)於(yu)非(fei)晶(jing)帶(dai)材(cai)加(jia)工(gong)的(de)超(chao)聲(sheng)輔(fu)助(zhu)衝(chong)裁(cai)技(ji)術(shu),不(bu)僅(jin)降(jiang)低(di)了(le)衝(chong)裁(cai)斷(duan)麵(mian)粗(cu)糙(cao)度(du),還(hai)顯(xian)著(zhu)提(ti)升(sheng)了(le)帶(dai)材(cai)的(de)軟(ruan)磁(ci)性(xing)能(neng)一(yi)致(zhi)性(xing),並(bing)開(kai)發(fa)出(chu)非(fei)晶(jing)磁(ci)粉(fen)芯(xin)超(chao)聲(sheng)低(di)應(ying)力(li)製(zhi)備(bei)技(ji)術(shu),實(shi)現(xian)粉(fen)末(mo)混(hun)合(he)—超聲振動—包覆劑軟化—粉芯低應力的快速成型。
更值得關注的是,該團隊發現了超聲“退火”效應——通(tong)過(guo)特(te)定(ding)參(can)數(shu)的(de)超(chao)聲(sheng)處(chu)理(li),可(ke)在(zai)降(jiang)低(di)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)帶(dai)材(cai)矯(jiao)頑(wan)力(li)的(de)同(tong)時(shi)提(ti)升(sheng)磁(ci)導(dao)率(lv),達(da)到(dao)傳(chuan)統(tong)退(tui)火(huo)工(gong)藝(yi)的(de)相(xiang)同(tong)效(xiao)果(guo),且(qie)用(yong)時(shi)更(geng)短(duan),為(wei)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)熱(re)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)革(ge)新(xin)提(ti)供(gong)了(le)全(quan)新(xin)路(lu)徑(jing)。
三是包覆技術湧現創新解決方案。作為提升非晶合金磁粉芯性能的核心環節,粉末包覆技術因其對絕緣性、naifushixingjicixingnengdeguanjianyingxiang,chengweixiayouzhongdianguanzhuduixiang。chuantongbaofugongyirulinhuafasuinengzengqiangjueyuanxiaoguo,queyiyinfafenmotuanjujibiaomianduokongshusongwenti,daozhicidaolvxiajiang;erwulibaofuchangyongdeguisuanyanleiwujinianjiejisuijubeinaigaowentexing,quenanyikefuyankuaituanjuyubiaomianjunlieloudiandequexian,yanzhongzhiyuegaopinyingyongchangjingxiadekekaoxing。
會議介紹,國內科研團隊正嚐試通過化學轉化膜和溶膠凝膠法相結合,構建具有自適應性的化學轉化膜,在無鈍化(即裸粉)處理條件下實現膠體在粉末壓縮過程中的動態填充,最終達到提升絕緣層致密性,同時增強耐鹽霧腐蝕能力的效果。
此外,還有科研團隊提供了超聲振蕩包覆技術的解題思路——采用納米鐵氧體粉末作為絕緣介質,借助超聲振蕩實現其在鐵基非晶粉末表麵的均勻分散,有效降低高頻渦流損耗、提升磁導率。
《中國冶金報》(2025年12月17日 03版三版)
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:宋玉錚
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