非晶软磁合金材料及其产业现状与发展前景纳米(超微晶)软磁合金材料铁基纳米晶合金由铁、硅、硼和少量的铜、钼、铌等组成，其中铜和铌是获得纳米晶结构必不可少的元素。

它们首先被制成非晶带材，然后经过适当退火，形成微晶和非晶的混合组织。

这种材料虽然便宜，但磁性能极好，几乎能够和非晶合金中最好的钴基非晶合金相媲美，但是却不含有昂贵的钴，是工业和民用中高频变压器、互感器、电感的理想材料，也是坡莫合金和铁氧体的换代产品。

非晶软磁合金材料的优点优良的磁性：与传统的金属磁性材料相比，由于非晶合金原子排列无序，没有晶体的各向异性，而且电阻率高，因此具有高的导磁率是铁氧体的10倍以上、低的损耗（是硅钢片的1/5-1/10,是铁氧体损耗的1/2～1/5)，是优良的软磁材料，代替硅钢、坡莫合金和铁氧体等作为变压器铁心、互感器、传感器等，可以大大提高变压器效率、缩小体积、减轻重量、降低能耗。

非晶合金的磁性能实际上是迄今为止非晶合金最主要的应用领域。

非晶合金的制造是在炼钢之后直接喷带，只需一步就制造出了薄带成品，节约了大量宝贵的能源，同时无污染物排放，对环境保护非常有利。

正是由于非晶合金制造过程节能，同时它的磁性能优良，降低变压器使用过程中的损耗，因此被称为绿色材料和二十一世纪的材料。

非晶软磁合金材料的应用领域电力电子技术领域：大功率中、高频变压器逆变电源变压器大功率开关电源变压器通讯技术：程控交换机电源数据交换接口部件脉冲变压器UPS电源滤波和存储电源、功率因素校正扼流圈、标准扼流圈抗电磁干扰部件：交流电源、可控硅、EMI差模、共模电感、输出滤波电感开关电源：磁饱和电抗器磁放大器尖峰抑制器扼流圈传感器：电流电压互感器零序电流互感器漏电开关互感器防盗感应标签目前非晶软磁合金材料的产品，应用场合主要包括：互感器铁心、大功率逆变电源变压器和电抗器铁心、各种形式的开关电源变压器和电感铁心、各种传感器铁心等。

在低频电磁元件中，铁基非晶合金被大量应用，在电力配电变压器中的应用已取得良好效果，成为现在生产量最大的非晶合金。

在中、高频领域可以代替钴基非晶合金和铁镍高导磁合金。

纳米晶合金的最大应用是电力互感器铁心。

电力互感器是专门测量输变电线路上电流和电能的特种变压器。

从目前国内外应用以及今后发展来看，非晶合金的大量使用还是在电力系统：ａ、配电变压器铁心。

铁基非晶合金铁心具有高饱和磁感应强度、低矫顽力、低损耗（相当于硅钢片的1/3～1/5）、低激磁电流、良好的温度稳定性，使非晶合金变压器运行过程中的空载损失远低于硅钢变压器。

这种情况尤其适用于空载时间长、用电效率低的农村电网。

b、电力互感器铁心。

在变电站使用大量的电力互感器，它们对铁心材料的要求非常苛刻，不仅要求高的磁性指标（如高导磁率、高饱和磁感、低损耗等），而且要求铁心材料的整个磁化曲线满足一定的条件，以保证互感器在整个测量范围内的精度。

近年来，非晶微晶合金作为互感器铁心的应用逐渐广泛起来，取得了非常理想的效果。

c、开关电源变压器及电感铁心。

传统的电源都是在50赫兹（称为工频）下将交流电变换成直流电的。

由于工作频率低，变压器的体积大、能耗高、效率低。

开关电源是自20世纪70年代发展起来的新型电源技术，它采用20千赫兹以上的工作频率，大大缩小了变压器的体积、减轻了重量、提高了效率。

在开关电源中使用非晶微晶合金作为铁心的元器件有：主变压器、控制变压器、共模电感、噪声滤波器、滤波电感、储能电感、电抗器、磁放大器、尖峰抑制器、饱和电感、脉冲压缩器、开关管保护电感等。

d、漏电开关互感器铁心。

漏电开关是安装在电器前面，用来保护电器和人的用电安全的装置。

当由于设备绝缘不良或者人体触电时，会在互感器的次级线圈中感应出信号，经过处理后使得电闸跳开，切断电路，保护电器或人身的安全。

过去一般采用坡莫合金（铁镍合金）作为这种互感器铁心。

自从八十年代以来，非晶合金开始作为漏电开关中的互感器铁心，国内目前用量极大。

在电力电子领域，纳米晶软磁合金同时具有高饱和磁感和很低的高频损耗，且热稳定性好，是大功率开关电源用软磁材料的最佳选择。

采用纳米晶铁心的变压器的转换功率可达500kW，体积比功率铁氧体变压器减少50%以上。

在民用产品中，变频技术有利于节约电能、并减小体积和重量，正在大量普及。

但负面效应不可忽视，如果变频器中缺少必要的抑制干扰环节，会有大量高次谐波注入电网，使电网总功率因素下降。

减少电网污染最有效的办法之一是在变频器中加入功率因数校正（PFC）环节，其中关键部件是高频损耗低、饱和磁感大的电感铁心。

铁基非晶合金在此类应用中有明显优势，将在变频家电绿色化方面发挥重要作用。

目前在变频空调中使用非晶PFC电感已经成为一个热点。

目前的产品市场价格：非晶带材的成本市场单价在50元左右/公斤，制造成各种规格的成品后市场单价在100-110元/公斤，利润空间还是不错的。

目前海尔变频空调每套用量在6-8个非晶磁环，按目前市场单价每套空调的用量为10-16元左右，海尔空调年产300万套计算，海尔空调的年需求量就在3000-5000万元左右，利润600万-1000万。

（变频洗衣机、冰箱、彩电、计算机等家电都用）。

还有电力市场！！生产设备：1、真空炼钢炉2、高精度滚筒喷带设备(对纳米晶合金来说，国内现有制带设备尚无法批产厚度小于20μm的超薄带。

) 一般(18～25)μm厚的带材，用于100kHz，小于18μm厚的薄带，用于500kHz～1MHz。

3、真空热处理设备4、全自动绕线机、绕环机5、带材焊接机投资分析：设备投资180万元厂房面积600平方需要电力大于600KW原料国内市场可供应年生产能力50吨人员25人销售利润25-30%主要客户群：带材：小型磁环加工厂、电网改造、电网建设相关企业磁环：家电企业零部件：磁环、滤波器电力企业零部件：电流互感器节能灯：滤波器非晶的历史当以１９６０年美国Ｄｕｗｅｚ教授发明用快淬工艺制备非晶态合金为始。

第一个阶段从１９６７年开始，直到１９８８年。

１９８４年美国四个变压器厂家在ＩＥＥＥ会议上展示实用非晶配电变压器则标志着第一阶段达到高潮，到１９８９年，美国ＡｌｌｉｅｄＳｉｇｎａｌ公司已经具有年产６万吨非晶带材的生产能力，全世界约有１００万台非晶配电变压器投入运行，所用铁基非晶带材几乎全部来源于该公司。

从１９８８年开始，非晶态材料发展进入第二阶段。

这个阶段具有标志性的事件是铁基纳米晶合金的发明。

１９８８年日本日立金属公司的Ｙａｓｈｉｚａｗａ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）。

１９８８年当年，日立金属公司纳米晶合金既实现了产业化，并有产品推向市场。

我国非晶材料研究从１９７６年开始，国家科委从“六五”开始连续５个五年计划均将非晶、纳米晶合金研究开发和产业化列入重大科技攻关项目。

通过这４个五年科技攻关计划的实施，我国基本实现了非晶合金带材及制品产业化。

在十五期间，纳米晶带材及其制品产业化开发仍然被列入国家重大科技攻关计划，给予重点支持，旨在推动纳米晶材料应用开发快速发展，满足电力电子和电子信息等高新技术领域日益增长的迫切需求。

目前，非晶超微晶软磁合金材料已制成各种各样磁性器件代替硅钢、铁氧体和坡莫合金等应用于电力工业、电子工业及电力电子技术领域。

非晶合金变压器的总拥有成本（TOC）低于9型变压器10%。

据有关专家的测算，非晶合金变压器与9型变压器的价格比接近1.3：1后，价差能够在5年内收回，从第6年起，可享受非晶变压器的超低损耗所带来的收益。

随着非晶变压器生产规模的扩大和电价的上涨，非晶变压器将获得更低的TOC值。

非晶带材的主要用途在于生产非晶合金变压器。

非晶合金带材是最上游的要害性材料，也是我国大规模推广非晶合金变压器的最大障碍。

另外，非晶合金变压器铁芯的设计和制造也有些困难。

国内只有置信电气等少数企业把握非晶合金变压器铁芯生产技术。

总体上，铁芯及变压器的生产技术并不是制约我国推广非晶合金变压器的要害性因素，非晶合金带材的突破才能促成质的飞跃。

目前，日立金属的非晶合金带材售价高达2.7万元/吨，由于下游需求的旺盛，日立金属拟近期将产品价格上调20%，因此，希望日立金属来推动中国非晶合金变压器产业的发展并不现实。

假如我国在非晶合金带材的要害性技术上无法突破，整个非晶合金变压器行业将集体为日立金属打工。

目前全世界从事非晶材料生产的只有两家公司：中国安泰科技和日本日立金属公司。

日立金属是在2003年购买了美国AlliedSignal公司50％的权益后而进入非晶合金业务这一领域的。

2006年底，日立金属目前已经把非晶产能从原来的约3万吨扩展到了6万吨，这使日立金属在这个领域处于绝对垄断的地位。

安泰科技目前还处在追赶者的地位，但所幸的是安泰科技在追赶者中遥遥领先，因为除了日立金属和安泰科技外，世界上基本上没有第三家公司可以批量生产非晶带材的技术和工艺。

按照安泰科技刚刚开始的扩产计划，未来三年内，非晶产能也将扩展到5万吨。

一旦产能能够顺利扩展，未来非晶材料市场将只属于日立金属和安泰科技两家所有。

再看一则老新闻“2000年9月20日下午4点30分，在钢铁研究总院千吨级非晶带材生产线上成功地喷出了宽220mm、表面质量良好的非晶带材。

这是我国首次成功喷出220mm宽非晶带材，它标志着我国在该材料的研制和生产上达到国际先进水平。

”钢铁研究总院就是安泰科技的大股东。

另外，国家科委1995年12月批准建立的国家非晶微晶合金工程技术研究中心，目前属于安泰科技公司的研发部门，主要任务是加速非晶微晶科研成果的工程化和产业化，不断推出具有高效益的系列产品，满足市场需求。

钢研总院和非晶中心已经奠定了安泰科技的非晶带材在中国第一的科技地位。

以安泰科技20年研究非晶带材的历史经验来看，4万吨非晶带材项目按计划成功投产几乎没有风险。

记者在采访公司非晶业务时，公司董事会秘书是这样告诉记者：“安泰研究非晶带材的历史已经超过20年（四个五年计划），技术方面在全球范围也是二分之一。

但从实验室到100吨产能我们用了十多年，从100吨到1000吨我们用了4－5年。

但由于非晶材料长期以来比硅钢贵，而中国政府对节能技术一直没有政策支持，非晶材料在节能变压器应用方面一直没有大面积推广，我们的1000吨线主要用于电子产品方面。

但去年开始，硅钢的大幅度涨价导致非晶价格甚至比硅钢还低，这一价格变化导致非晶变压器在价格上更具比价优势。

另外，其节能作用也由于政府对能源问题的重视而得到关注，因此，非晶变压器市场将面临一个巨大的飞跃。

安泰长期储备的非晶技术终于可以一展身手。

由于掌握技术的对手少，门槛高，成本又比世界上唯一的对手低，安泰的非晶产业将有一个非常广阔的市场空间。

新材料的市场瓶颈在于应用，安泰的工作在于帮助客户开发应用产品。