非晶纳米晶磁性材料在汽车上的应用
非晶、纳米晶软磁合金磁芯介绍
非晶、纳米晶软磁合金磁芯介绍1、讲授人：朱正吼,非晶、纳米晶软磁合金磁芯介绍,非晶及纳米晶软磁合金,牌号和基本成分铁基非晶合金铁镍基非晶合金铁基纳米晶合金非晶及纳米晶软磁合金磁芯非晶及纳米晶磁芯应用汇总销售---思索,,牌号和基本成分,,铁基非晶合金,组成：80%Fe、20%Si,B 类金属元素性能：1.高饱和磁感应强度〔1.54T〕；2.与硅钢片的损耗比较：磁导率、激磁电流和铁损等都优于硅钢片。
特殊是铁损低〔为取向硅钢片的1/3－1/5〕，代替硅钢做配电变压器可节能60－70％。
应用：广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器、中频变压器及逆变器铁芯，适合于10kHz以2、下频率使用。
,,铁镍基非晶合金,组成：40%Ni、40%Fe及20%类金属元素性能：1.具有中等饱和磁感应强度〔0.8T〕、较高的初始磁导率和很高的最大磁导率以及高的机械强度和优良的韧性。
2.在中、低频率下具有低的铁损。
3.空气中热处理不发生氧化，经磁场退火后可得到很好的矩形回线。
应用：广泛用于漏电开关、精密电流互感器铁芯、磁屏蔽等。
,,铁基纳米晶合金,组成：铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金，经快速凝固工艺形成一种非晶态材料。
热处理后获得直径为10－20nm的微晶,弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、纳米晶材料。
性能：具有优异3、的综合磁性能，高饱和磁感、高初始磁导率、低Hc，高磁感下的高频损耗低，电阻率比坡莫合金高。
经纵向或横向磁场处理，可得到高Br或低Br值。
是目前市场上综合性能最好的材料。
应用：广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、电流互感器铁芯、漏电爱护开关、共模电感铁芯。
,,非晶及纳米晶软磁合金磁芯,磁放大器磁芯滤波电感磁芯高频大功率磁芯恒电感磁芯电流互感器磁芯实例1：磁芯在开关电源中使用实例2：非晶磁芯在LED灯具上应用,,磁放大器磁芯,什么是磁放大器性能特点应用范围计算机ATX电源和通讯开关电源,,性能特点,,应用范围4、,磁放大器能使开关电源得到精确的掌握，从而提高了其稳定性。
非晶体软磁材料应用及发展
7 重点企业
7.广州金磁海纳新材料科技有限公司
金磁海纳坐落于广州市,是一家专业生产、研发、销售非晶纳米晶软磁材料及器 件的高科技公司,公司致力于为电力电器、信息电子、新能源、光伏、航天军工等 领域提供综合解决方案,产品主要有EMC 共模电感、高线性电流互感器铁芯、功 率变压器铁芯、智能电表铁芯、漏电保护断路器铁芯等、非晶电机、防盗标签、 非晶钎焊料、无线充电以及磁屏蔽片等。同时拥有多项非晶纳米晶成分设计相关 发明专利,铁芯相关实用新型专利若干。
国内发展现状
国内非晶软磁材料发展较晚,1995年建立了国家非晶微晶合金工程技术研究中心,2010年我国建成首 个年产4万吨铁基非晶带材生产基地,打破国外垄断,成为第二个拥有非晶带材技术的国家。2010年以 来,非晶带材应用已基本实现非晶合金产业全覆盖。尽管生产企业众多,规模化量产的企业较少,产能利 用率差距较大,呈现两极分化格局,坚持技术创新、产品升级的企业不仅继续占据市场主要份额,且在创 新中保持着行业龙头地位,其中主要参与者包括安泰科技、云路股份、中研非晶、兆晶科技等。
性能对比
第五章
应用范围
4 种类划分
软磁材料因具有磁电转换的功能，广泛应用于变压器、电感电容、逆变器等领域，下游包含 电力电网、新能源车、新能源发电、消费电子、5G 通讯、家电等诸 多行业。
软磁材料在电力领域应用原理
5 应用范围
电力电子技术领域
大功率中、高频变压器、逆变 器、大功率开关电源变压器
2.受新基建投资带动，用户工程领域的非晶合金市场广阔。“新基 建”主要涉及5G基站及其应用、光伏电网、城际轨道交通、新能源 车及充电桩、大数据中心等领域，相关领域投资建设将带动大批量 用户工程端干式变压器需求。由于新基建项目大多用电量较大且用 电不均衡、运行负载率低，非晶干式变压器能大幅降低供电系统能 耗，提高电源能量变换效率，预计相关投资建设会对非晶变压器需 求形成有效拉动。
非晶纳米晶合金材料的工艺技术、产业化和应用
非晶纳米晶合金材料的工艺技术、产业化和应用张甫飞（宝钢集团特钢技术中心，上海 200940）摘要：介绍了国内外利用快淬技术制备非晶纳米晶合金材料的产业现状以及这一领域材料工艺技术的研究开发动态和非晶纳米晶材料的应用情况。
关键词：非晶纳米晶材料；工艺；性能；产业化；应用Application, Industrialization and Technology of Amorphous & Nanocrystalline AlloyZHANG Fu-feiBaoSteel Special Steel Technical Center, Shanghai 200940, ChinaAbstract: The current industrial situation of amorphous & nanocrystalline alloy made by rapidly quenching technology is introduced, including the recent research, development and application inthis field.Key words: amorphous & nanocrystalline; process; properties; industrialization; application自从1960年Duwez教授等人发明液态金属快淬技术制取Au-Si非晶合金和1966年发明Fe-P-C 非晶软磁合金以来，美国、日本、德国、前苏联和中国等相继开展了非晶合金的研究工作，并在20世纪70~80年代形成非晶合金研究开发的第一次热潮。
由于非晶合金制备工艺简单独特、材料性能优异等显著优点，应用范围不断扩大，四十多年来一直是冶金和材料领域的研究热点之一。
尤其在1988年日本Yashizawa教授等人在非晶化的基础上发明了纳米晶合金，从而开创了软磁材料的新纪元，大大促进了非晶材料制备设备、工艺技术的发展和材料开发应用，推动了非晶纳米晶产业的发展[1~3, 8]。
纳米晶磁芯和非晶磁芯-概述说明以及解释
纳米晶磁芯和非晶磁芯-概述说明以及解释1.引言1.1 概述磁芯作为电子器件中的重要组成部分，其性能对设备的工作稳定性和效率起着至关重要的作用。
在磁芯的不断研发和改良过程中，纳米晶磁芯和非晶磁芯成为了研究的热点。
纳米晶磁芯是一种由纳米级晶粒组成的磁性材料，其在磁性能、导磁性和饱和磁感应强度方面具有显著的优势。
相比于传统的晶体磁芯，纳米晶磁芯具有更高的饱和磁感应强度、更低的磁导率和较小的矫顽力损耗。
这些特点使得纳米晶磁芯在高频应用领域具有广阔的市场前景，尤其适用于电力电子设备、通信设备以及电动车等领域。
非晶磁芯是一种非晶态材料，其具有无定形的结构特点。
相比于晶态材料，在非晶磁芯中，原子的排列更加无规律，形成了非晶态结构。
非晶磁芯具有低的矫顽力损耗、高的导磁性能和较高的饱和磁感应强度，尤其适用于高频应用。
目前，非晶磁芯广泛应用于变压器、电感器、磁存储器以及电力传输和变换装置等领域。
本篇文章将对纳米晶磁芯和非晶磁芯的特点和应用进行详细阐述，并对两者进行对比分析。
同时，还将展望纳米晶磁芯和非晶磁芯在未来的发展趋势和应用前景。
通过深入了解纳米晶磁芯和非晶磁芯的特点和应用，我们可以更好地理解它们对电子器件性能的影响，以及它们在各个领域中的潜在应用价值。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了纳米晶磁芯和非晶磁芯的研究背景和意义，并介绍了本文的目的和结构。
正文部分主要分为纳米晶磁芯和非晶磁芯两个小节。
在纳米晶磁芯小节中，将详细介绍纳米晶磁芯的特点和应用。
特点方面，将分析其磁性能、热稳定性、晶粒尺寸等方面的优势。
应用方面，将介绍纳米晶磁芯在电力系统、电子设备等领域的具体应用情况。
在非晶磁芯小节中，将详细介绍非晶磁芯的特点和应用。
特点方面，将分析其饱和磁化强度、磁导率、磁滞损耗等方面的特点。
应用方面，将介绍非晶磁芯在变压器、电感器等领域的具体应用情况。
结论部分将对比纳米晶磁芯和非晶磁芯的优势与劣势，总结各自的适用范围和特点。
非晶合金的应用领域
非晶合金的应用领域引言非晶合金是一种具有无定形结构的材料，具有许多优异的性质，例如高强度、高硬度、优异的磁性能等。
这些特性使得非晶合金在许多领域得到了广泛应用。
本文将探讨非晶合金在不同应用领域中的具体应用情况。
电子领域1. 电子元件非晶合金具有优异的导电性能和磁性能，因此在电子元件中有广泛的应用。
例如，非晶合金可以用于制造高性能的电感器、变压器和电感元件。
此外，非晶合金还可以用于制造高精度的电阻器和电容器，用于提高电子元件的性能和稳定性。
2. 磁性材料非晶合金具有优异的软磁性能，因此在磁性材料中有重要的应用。
非晶合金可以用于制造高性能的磁芯、传感器和电动机等。
非晶合金的高磁导率和低磁滞损耗使得磁性材料具有更高的效率和更小的尺寸。
3. 电池技术非晶合金在电池技术中也有广泛的应用。
非晶合金可以用于制造高性能的电池电极材料，提高电池的能量密度和循环寿命。
此外，非晶合金还可以用于制造电池的隔膜材料，提高电池的安全性和稳定性。
机械领域1. 制造业非晶合金在制造业中有重要的应用。
由于非晶合金具有高硬度和高强度，可以用于制造高性能的刀具、模具和零件等。
非晶合金的高耐磨性和高耐腐蚀性使得制造业的产品更加耐用和可靠。
2. 航空航天非晶合金在航空航天领域中也有广泛的应用。
由于非晶合金具有优异的力学性能和耐高温性能，可以用于制造航空发动机的叶片、涡轮和喷嘴等关键部件。
此外，非晶合金还可以用于制造航天器的结构材料，提高航天器的性能和可靠性。
3. 汽车工业非晶合金在汽车工业中有重要的应用。
由于非晶合金具有高强度和优异的韧性，可以用于制造汽车的车身结构和发动机零件等。
非晶合金的高耐磨性和低摩擦系数使得汽车的零部件更加耐用和节能。
医疗领域1. 医疗器械非晶合金在医疗器械中有广泛的应用。
由于非晶合金具有优异的生物相容性和耐腐蚀性，可以用于制造医疗器械，如手术器械、植入物和诊断设备等。
非晶合金的高强度和高硬度还可以提高医疗器械的使用寿命和可靠性。
非晶合金的应用领域
非晶合金的应用领域一、前言非晶合金是一种新型材料，具有优异的物理、化学和机械性能，因此在各个领域都有广泛的应用。
本文将从电子、机械、化工等方面介绍非晶合金的应用领域。
二、电子领域1. 磁性材料非晶合金具有高饱和磁感应强度和低磁滞损耗，因此被广泛应用于电子产品中的磁性材料。
例如，它可以用于制造高性能的变压器芯片、电感器和电源变换器等。
2. 传感器非晶合金还可以用于制造传感器。
例如，在温度测量方面，利用非晶合金的热敏特性制造温度传感器；在压力测量方面，利用其磁敏特性制造压力传感器。
3. 存储介质非晶合金还可以作为存储介质使用。
例如，在硬盘中使用非晶合金材料作为读写头部分的导体材料，以提高数据读取速度和稳定性。
三、机械领域1. 刀具材料由于非晶合金具有高硬度、高强度和高耐磨性等特点，因此可以用于制造刀具。
例如，它可以用于制造高速钻头、铣刀和车刀等。
2. 弹性材料非晶合金还可以作为弹性材料使用。
例如，在弹簧领域，由于非晶合金的高弹性模量和长期稳定性，可以制造出高质量的弹簧。
3. 粉末冶金材料非晶合金也可以作为粉末冶金材料使用。
例如，在汽车零部件中使用非晶合金粉末冶金材料制造出轻量化和高强度的零部件。
四、化工领域1. 催化剂载体非晶合金具有大比表面积和良好的稳定性，因此可以用作催化剂载体。
例如，在有机催化反应中使用非晶合金作为催化剂载体，能够提高反应效率和选择性。
2. 氢气存储材料由于非晶合金具有较大的氢气吸附容量和较低的吸附温度，因此被广泛应用于氢气存储材料中。
例如，在氢能源汽车中使用非晶合金作为氢气存储材料，可以提高氢气的存储密度和释放速度。
3. 防腐材料非晶合金还可以用作防腐材料。
例如，在海洋工程领域中，非晶合金可以制造出高性能的防腐涂层，以延长海洋工程设备的使用寿命。
五、总结综上所述，非晶合金是一种具有广泛应用前景的新型材料。
它在电子、机械、化工等领域都有着重要的应用价值。
随着科技的不断进步和发展，相信非晶合金在更多领域中也将得到广泛应用。
1K107非晶纳米晶材料与应用
铁镍基非晶合金/坡莫合金
❖组成：40%Ni、40%Fe及20%类金属元素 ❖性能：1. 具有中等饱和磁感应强度（0.8T
）、 较高的初始磁导率和很高的最大磁 导率以及高的机械强度和优良的韧性。2.在 中、低频率下具有低的铁损。3.空气中热处 理不发生氧化，经磁场退火后可得到很好 的矩形回线。 ❖应用：广泛用于漏电开关、精密电流互感 器铁芯、磁屏蔽等。
❖ 2003年底日立金属并购Honeywell的Metglas 部门，于2007年突破年产5万吨。
❖ 国内安泰科技是研究开发非晶合金材料较早的公 司。
非晶合金带材的炼制生产过程示意图
※液态熔融状态下经过超急速冷却（冷却速度 10^6℃/ S）形成厚度0.02～ 0.04mm的固态带状金属 。
※与传统硅钢片制造工艺相比，工艺大大简化，节能，无污染
铁氧体
❖ 组成：铁氧体是由铁的氧化物及其他配料烧结而成。一般 可分为永磁铁氧体、软磁铁氧体和旋磁铁氧体三种。软磁 铁氧体是由三氧化二铁和一种或几种其他金属氧化物（例 如：氧化镍、氧化锌、氧化锰、氧化镁、氧化钡、氧化锶 等）配制烧结而成。
❖ 性能：具有低饱和磁感应强度（0.5T），低矫顽力，高电 阻率和较低的居里温度，所以软磁铁氧体的温度稳定性不 理想。
1K107 非晶纳米晶材料
及应用
主讲：技术部
变压器/电磁器件工作原理—电磁互感
i1
U1
u1
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U2
Φ
i2
u1
e2 u2 Z Lu2 Nhomakorabea通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
非晶纳米晶 新能源领域的应用
非晶纳米晶：新能源领域的应用一、非晶纳米晶简介非晶纳米晶，一种独特的材料形态，兼具非晶和纳米晶的特性。
非晶材料指的是原子或分子的排列在三维空间中缺乏长程有序的结构，这使得非晶材料具有一些独特的物理和化学性质，如高强度、高韧性、良好的耐磨性和耐腐蚀性等。
纳米晶则是指晶体颗粒尺寸在纳米级别（通常为几个到几十个纳米）的材料，由于其具有极高的比表面积和界面能，使得纳米晶体材料表现出不同于常规粗晶材料的性质。
非晶纳米晶的制作过程通常涉及快速冷却或高度受限的结晶过程，使得原子或分子来不及形成长程有序的晶体结构，而是以无序状态结晶为纳米级的颗粒。
这种独特的结构和性质使得非晶纳米晶在新能源领域中展现出巨大的应用潜力。
二、非晶纳米晶在新能源领域的应用1.太阳能电池：非晶纳米晶因其高光电转换效率和稳定性在太阳能电池领域具有广泛应用。
通过使用非晶纳米晶作为吸光层，可以提高太阳能电池的光吸收效率和光生电流密度，从而提高光电转换效率。
同时，由于非晶纳米晶具有优异的稳定性，可以有效地降低太阳能电池的光衰减，提高其长期使用的性能。
2.储能电池：非晶纳米晶在储能电池领域也表现出色。
例如，锂离子电池的负极材料可以通过使用非晶纳米晶实现更高的能量密度和更快的充电速度。
非晶纳米晶的高比表面积和良好的电导性有助于提高锂离子的嵌入和脱出效率，从而提高电池的充放电性能。
此外，非晶纳米晶还可以作为电极材料应用于超级电容器，提供高功率密度和快速充放电能力。
3.燃料电池催化剂：在燃料电池中，非晶纳米晶可以作为催化剂用于促进氧还原反应和氢氧根的生成。
由于其高比表面积和良好的电导性，非晶纳米晶能够提供更多的活性位点，促进反应的进行，从而提高燃料电池的效率和性能。
4.光电催化：在光电催化领域，非晶纳米晶可以作为光催化剂用于分解水生成氢气和氧气。
通过吸收太阳光并利用其高光电转换效率，非晶纳米晶可以将水分子分解为氢气和氧气，为实现可再生能源生产和存储提供了有效的解决方案。
高性能非晶纳米晶软磁材料项目
牡2高性能非晶/纳米晶软磁材料项目创业融资类本项目首先可用于芯片配套元器件。
电感作为电子线度、高磁导率和低矫顽力铁芯是提高电机效率的有效途路三大基础元件之一，广泛应用在电脑、消费电子、通讯设备等各电子领域。
芯片功耗与电压、频率成正比。
只有降低供电电压,才能减小芯片功耗。
而降低电压要求各元器件响应敏感度更高。
电感的磁感应强度和磁导率越高，矫顽力越小,其自身敏感性就越高,其元器件的响应性就越好,同时发热和能量损失也越小。
其次是用于新能源汽车驱动电机铁芯。
高磁感应强径。
在日本，新能源汽车使用井上软磁材料的驱动电机的效率可达95%~98%（我国电机的平均运行效率仅为50%~ 87%）,电机体积和重量也明显减小，从而极大地提升能源和资源的利用率。
新能源电动汽车如果使用了非晶软磁材料的驱动电机可以增加其行驶里程30%以上，如果在同样的行驶里程设计下，电池可以节省30%的费用。
本项目计划6个月内拿出使用最新非晶软磁新材料制备的电感应用原料生产工艺技术方案及核心设备图纸，并申请相关专利；1年内拿出面向5G手机、CPU芯片的超薄高性能非晶软磁电感应用产品生产工艺技术方案及核心设备图纸，并申请相关专利；2~3年内完成新能源电动汽车电机用非晶软磁材料生产工艺技术方案及核心设备图纸并申请相关专利。
此后逐步形成从原料生产及产品生产（核心设备）的完整技术知识体系及完备的自主知识产权体系。
（中国宝原投资有限公司）热核安全级DCS龙鳞系统研制及应用数字化控制系统一一DCS是电厂与其他现代工厂中广泛应用的中枢神经系统。
针对高可靠控制系统“依赖进口、技术落后、定制化难、维护困难”的行业现状，中核集团历时3年研发成功龙鳞系统，并于2018年正式发布，让中国掌握了完全自主知识产权的安全级DCS平台——龙鳞系统。
围绕核安全级应用,龙鳞系统具备先进的技术特性，被包括院士在内的行业专家评为:总体达到国内先进水平.部分关键技术指标国际领先。
在市场应用方面，龙鳞系统是我国唯一一个既具有核安全局民用核安全电气设备设计及制造许可证,又具有科工局核安全电气设备设计及制造许可证的核安全级DCS平台。
1K107非晶纳米晶材料及应用
纳米晶与铁氧体铁芯性能比较
基本参数
饱和磁感Bs（T）
剩余磁感Br（T）（20KHz） 铁损（20KHz/0.2T）（W/Kg
） 铁损（20KHz/0.5T）（W/Kg
） 铁损（50KHz/0.3T）（W/Kg
） 导磁率（20KHz）（Gs/Oe）
矫顽力 Hc(A/m) 饱和磁致伸缩系数（×10－6
27
精选2021版课件
高压电流互感器铁芯
❖ 性能特点：
- 高磁导率 -减小电流互感器测量误差 - 高饱和磁感应强度 -比坡莫合金电流互感器尺寸小、重量轻 - 优越的温度稳定性―长时间工作在-55~130度 - 低损耗－可替代坡莫合金的理想材料
28
精选2021版课件
零序电流互感器铁芯
❖ 产品应用 • 漏电保护开关用互感器环状铁芯
原子排列
硅钢片
非晶材料
10
精选2021版课件
磁滞回线比较
❖ 图中曲线所包围的封闭面积代表磁性材料在磁场交替循 环中以热的形态散失的能量
11
精选2021版课件
12
精选2021版课件
不同软磁材料的磁性能
13
精选2021版课件
非晶合金与硅钢的主要性能比较
饱和磁感应强度 矫顽力 居里温度 单位铁损 (1.3T,50Hz) 电阻率 密度 维氏硬度 饱和磁致伸缩系数 最大导磁率 厚度
❖ 应用领域（用于功率因数的校正 ） • 直流变频空调中PFC • UPS不间断电源中PFC • SMPS开关电源中PFC • 等离子电视中PFC • 逆变电路中PFC
性能特点 • 用铁基非晶带材制造，铁芯开 口，具有优良的恒电感特性和抗 直流偏磁能力，损耗低。
非晶纳米晶软磁材料在哪些领域应用最广泛？
非晶纳米晶软磁材料在哪些领域应用最广泛？
目前我国的软磁材料应用方面，非晶纳米晶材料已经成功的在通讯、工业等领域拥有了一席之地，也已经与铁芯材料等传统意义上的软性磁材料有了根本性的区分。
凭借着自身优越的性能和高饱和磁感，非晶纳米晶材料开始逐渐受到了中国生产生们的青睐。
今天我们就来通过对实例的分析，来看一下非晶纳米晶材料在哪些领域的应用最为广泛。
首先我们来看一下这一新型软磁材料在电力领域的应用情况。
在我国的电力应用领域，目前配电变压器铁芯多数采用的是铁基非晶合金。
随着我国自主研发的高频逆变技术逐渐走向成熟，传统的大功率线性电源开始逐渐的被高频开关电源所取代，而且为了提高效率，减小体积，开关电源的工作频率越来越高，这就对其中的软磁材料提出了更高的要求。
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。
目前在逆变焊机电源中纳米晶合金已经获得广泛应用，在通讯、电动交通工具、电解电镀等领域用开关电源中的应用也正在研发和普及当中。
其次，非晶纳米晶软磁材料也广泛的应用在计算机和通讯技术领域之中。
随着国内计算机以及通讯技术的迅速发展，加之智能化产品的不断推陈出新，无论是消费者还是生产厂商，都对小尺寸、轻重量、高可靠性和低噪音的开关电源和网络接口设备的需求越来越高。
因此，在开关电源和接口设备中增加了大量高频磁性器件。
纳米晶非晶材料恰恰是能够充分满足以上要求的特殊软磁材料，因此该种类型的新型材料已经开始快速取代传统的纯铁和铁硅系合金材料。
结论。
纳米晶磁环和非晶磁环
纳米晶磁环和非晶磁环纳米晶磁环和非晶磁环是现代材料科学领域中的两个重要研究方向。
它们都属于磁性材料的一种，具有广泛的应用前景。
本文将从材料结构、磁性能以及应用领域等方面对纳米晶磁环和非晶磁环进行介绍和比较。
一、纳米晶磁环纳米晶磁环是由纳米晶颗粒组成的磁性材料。
纳米晶是指具有纳米级尺寸的晶体，通常具有高比表面积和特殊的物理化学性质。
纳米晶磁环的结构由纳米晶颗粒之间的晶格和界面构成，具有特殊的磁性性质。
纳米晶磁环具有高饱和磁感应强度、低矫顽力和低磁滞损耗等优点。
纳米晶颗粒之间的晶格和界面对磁性能有重要影响，可以通过调变纳米晶颗粒的尺寸、形状和组成来控制磁性能。
同时，纳米晶磁环还具有优异的热稳定性和尺寸稳定性，适用于高温和高频率应用。
纳米晶磁环在电力电子、电机、传感器和储能等领域具有广泛应用。
在电力电子领域，纳米晶磁环可用于制造高性能的变压器、电感器和磁性存储器。
在电机领域，纳米晶磁环可用于制造高效率和小型化的电机。
在传感器领域，纳米晶磁环可用于制造高灵敏度的磁传感器。
在储能领域，纳米晶磁环可用于制造高能量密度和快速充放电的储能材料。
二、非晶磁环非晶磁环是由非晶态材料制成的磁性材料。
非晶态材料是指具有非晶态结构的物质，其原子排列无序。
非晶磁环具有特殊的磁性能和物理化学性质。
非晶磁环具有高饱和磁感应强度、低矫顽力和低磁滞损耗等优点。
非晶态材料的无序结构导致其具有优异的软磁性能，可以实现高磁感应强度和低能量损耗。
非晶磁环还具有优异的抗腐蚀性和机械强度，适用于恶劣环境下的应用。
非晶磁环在电力电子、电机、传感器和储能等领域也具有广泛应用。
在电力电子领域，非晶磁环可用于制造高性能的变压器、电感器和磁性存储器。
在电机领域，非晶磁环可用于制造高效率和小型化的电机。
在传感器领域，非晶磁环可用于制造高灵敏度的磁传感器。
在储能领域，非晶磁环可用于制造高能量密度和快速充放电的储能材料。
三、纳米晶磁环与非晶磁环的比较纳米晶磁环和非晶磁环在结构和磁性能上存在一些差异。
1K107非晶纳米晶材料及应用
1K202 1K203 1K204 1K205
1K105
高起始磁导率快淬软磁钴基合金
1K106
高频低损耗Fe-Si-B快淬软磁铁基合 1K206 金
淬态高磁导率软磁钴基合金 Fe-Ni-P-B快淬软磁铁镍基合金 Fe-Ni-V-Si-B快淬软磁铁镍基合金
1K501
1K107
高频低损耗Fe-Nb-Cu-Si-B快淬软磁 铁基纳米晶合金
铁氧体
组成：铁氧体是由铁的氧化物及其他配料烧结而成。一般 可分为永磁铁氧体、软磁铁氧体和旋磁铁氧体三种。软磁 铁氧体是由三氧化二铁和一种或几种其他金属氧化物（例 如：氧化镍、氧化锌、氧化锰、氧化镁、氧化钡、氧化锶 等）配制烧结而成。 性能：具有低饱和磁感应强度（0.5T），低矫顽力，高电 阻率和较低的居里温度，所以软磁铁氧体的温度稳定性不 理想。 应用： 它主要用作各种电感元件，如滤波器磁芯、变压 器磁芯、无线电磁芯，以及磁带录音和录像磁头等，也是 磁记录元件的关键材料。
精密（高频）电流互感器铁芯
应用领域 • 电子电度表 • 精密功率表 • 机械控制中电流过载保护 • 工业自动化中电流控制 性能特点 • 高磁导率，低角差、低比差 • 与坡莫合金相比具有更高的 饱和磁通密度，测量电流范 围更广 • 低铁损 • 较好的温度稳定性
共模滤波电感铁芯
共模噪声抑制作用，在精密设备保护，电网EMI谐波过滤等各种EMC场合广 泛应用。
1K502
国内外非晶合金产业的发展史
1967年：美国的Duwez教授率先发明液态金属快淬 技术制造非晶合金软磁材料； 1971年：美国Allied Signal（联信）公司开发出 非晶合金宽带的平面流铸制带技术，当时可制成 宽度为20mm的非晶合金带材； 1982年：美国Allied Signal建成非晶合金带材连 续生产厂，先后推出命名为Metglas系列非晶合金 带材，标志着非晶合金产业化和商品化的开始； 2003年底日立金属并购Honeywell的Metglas部门 ，于2007年突破年产5万吨。 国内安泰科技是研究开发非晶合金材料较早的公 司。
非晶材料的应用
非晶材料的应用非晶材料是一种新兴的材料，由于其独特的物理、化学性质以及微结构，正在得到广泛的关注。
在许多领域中，非晶材料已经被应用，同时也有许多领域正在探索其应用。
本文将介绍非晶材料的应用。
1. 超强韧性合金非晶合金是由三个或更多的金属元素组成的合金。
它们的母材料具有无序的原子结构，这使它们比晶体材料具有更高的强度和硬度。
这些材料通常用于制造抗腐蚀、耐磨损和高温应用的部件，如飞机发动机、汽车制动器、航空航天部件等。
非晶合金还可以用于制造集成电路、计算机芯片等应用。
2. 太阳能电池板非晶硅薄膜太阳能电池板在光能转换效率上较晶体硅略低，但其可以制备成大尺寸、灵活性好、可弯曲性高等特点。
该类电池模组随着先进制造技术的应用，有望取代传统的晶体硅太阳能电池板。
3. 记忆合金非晶合金在形状记忆方面可以被制成许多形状，具有高形状记忆效应、高能量储存特性和高循环稳定性。
这些特性使得非晶合金可以广泛应用于电子、机械、医疗器械等领域。
例如，非晶合金可以作为心脏手术器械、医疗外科器械、自动控制输油管道阀门、智能头发卷等。
4. 功能性玻璃非晶材料可以制成功能性玻璃，由于其优异的光学性能，可以用于制造光学器件，如液晶、液晶显示器等。
同时，非晶玻璃还可以制成防爆材料、装饰玻璃、声学材料等。
5. 磁性材料非晶合金在磁性材料领域已经得到广泛应用，由于其微观结构的非晶性质，使得非晶合金具有相对应的特殊磁性。
非晶合金可以应用于转变、传动装置中，例如大型的磁力发电机、磁力轴承、传动器等。
6. 纳米颗粒非晶材料可以制造出大小只有纳米尺度的微小颗粒。
这些纳米颗粒具有很多优异的性能，包括高强度、高韧性、高稳定性等。
这些优异性质使得非晶材料的纳米颗粒被应用于制造高性能材料、生物医学领域、传感器等。
总之，非晶材料的应用在不同领域中各不相同，但其独特的物理和化学性质使其能够在制造高性能材料、电子器件、磁性材料、生物医学器械等领域得到广泛应用。
随着技术的发展，我们相信非晶材料将在更多领域被应用。
非晶纳米晶磁环
非晶纳米晶磁环
非晶纳米晶磁环是一种新型的磁性材料，具有优异的磁性能和热稳定性。
它由非晶态和纳米晶态两种结构组成，具有高饱和磁感应强度、低磁滞损耗和高温稳定性等优点。
非晶纳米晶磁环的研究和应用在电子、通信、汽车、医疗等领域具有广泛的应用前景。
非晶纳米晶磁环的制备方法主要有溶液法、气相法、快速凝固法等。
其中，快速凝固法是目前最常用的制备方法之一。
该方法通过快速冷却熔融金属，使其形成非晶态结构，再通过热处理使其转变为纳米晶态结构。
这种制备方法具有工艺简单、成本低、生产效率高等优点。
非晶纳米晶磁环的应用主要包括电感器、变压器、电机、传感器等领域。
其中，电感器是非晶纳米晶磁环的主要应用领域之一。
由于其高饱和磁感应强度和低磁滞损耗，非晶纳米晶磁环可以用于制造高性能的电感器，提高电感器的效率和稳定性。
此外，非晶纳米晶磁环还可以用于制造高性能的变压器和电机，提高其效率和功率密度。
总之，非晶纳米晶磁环是一种具有广泛应用前景的新型磁性材料。
随着制备技术的不断发展和完善，其性能和应用领域将得到进一步拓展和提高。
未来，非晶纳米晶磁环将在电子、通信、汽车、医疗等领域发挥越来越重要的作用。
非晶纳米晶材料
非晶纳米晶材料
非晶纳米晶材料是一种具有非晶结构和纳米晶结构特征的材料，具有许多独特
的物理和化学性质，被广泛应用于各个领域。
非晶纳米晶材料的制备方法多种多样，包括溶胶-凝胶法、快速凝固法、溅射法等，这些方法能够有效地控制材料的结构
和性能，使其具有广阔的应用前景。
首先，非晶纳米晶材料具有优异的力学性能。
由于其具有较高的位错密度和较
小的晶粒尺寸，使得材料表现出优异的强度和韧性。
这使得非晶纳米晶材料在航空航天、汽车制造、电子设备等领域具有重要的应用价值，能够大大提高材料的抗拉强度和耐磨性能。
其次，非晶纳米晶材料具有良好的热稳定性和耐腐蚀性。
由于其结构的特殊性，非晶纳米晶材料在高温、高压和腐蚀性环境下具有出色的稳定性，能够保持其原有的性能不发生明显变化。
这使得非晶纳米晶材料在化工、能源、环保等领域有着广泛的应用前景，能够有效地提高材料的使用寿命和安全性能。
此外，非晶纳米晶材料还具有优异的光学和电学性能。
由于其结构的特殊性，
非晶纳米晶材料在光学和电学方面表现出许多独特的性质，如光学透明度、电学导电性等，这使得其在光学器件、电子器件、光电子器件等领域有着广泛的应用潜力，能够大大提高器件的性能和稳定性。
总的来说，非晶纳米晶材料具有许多独特的物理和化学性质，具有广泛的应用
前景。
随着制备技术的不断改进和发展，相信非晶纳米晶材料将在未来得到更广泛的应用，为各个领域的发展和进步提供重要的支持和保障。
非晶纳米晶磁性材料在汽车上的应用研究
.7.
4.1. 非晶态材料制备方法
.8.
4.2. 非晶态合金的软磁特性
u 研究一种铁基非晶、纳米晶软磁材料。该材料具有：（1） 铁损很低，特 别是高频铁损很低，以保证高节能。（2） 磁致伸缩小，几乎为零，高频化 时噪音很小，以保证在噪音标准内设计磁感高。（3） 高磁感，磁化时铁损 低、噪音低，以发挥软磁材料磁感方面的最大潜力，保证软磁材料最大限度 内的磁感应强度。（4） 导磁率高，以电动机小型轻便化。 u 研究具有上述性能的软磁材料带材块状化的技术方法。 u 研究上述磁性材料在汽车电动机上应用的可行性。
据报道，深圳华任公司宣称，其公司生产的非晶电机的效率为92～98%的，而电机 体积和重量却大大减小，从而极大的提升能源和资源的利用率。也就是说同样的电动汽 车，如果使用了非晶电机可以增加其行驶里程30%以上，而同样的行驶里程设计下，电 池可以节省30%的费用。
.3.
1. 中心电动机方案
公司自主D530混动卡车开发计划，使用的电机2种方案为：交流感应式 电机和开关磁阻电机，无论哪种都在使用工频（50HZ）的无取向硅钢片。
≥60000 —
P1.3/50 ≤0.20 ≤0.30 ≤0.30
— — — — — — ≤0.25 — — —
铁损/(W/kg)
P0.4/10K —
P0.5/20K —
—
—
—
—
≤35
—
≤30
—
≤25
—
非晶纳米晶合金
非晶纳米晶合金非晶纳米晶合金是一种新兴的材料，具有独特的性质和广泛的应用前景。
本文将介绍非晶纳米晶合金的定义、制备方法、性质以及应用领域等方面的内容。
一、定义非晶纳米晶合金是指由非晶态和纳米晶两种结构相混合而成的材料。
非晶态结构是指材料的原子排列无序，而纳米晶结构是指材料的晶粒尺寸在纳米级别。
非晶纳米晶合金具有非晶态材料的高硬度、高强度以及纳米晶材料的优异导电性和热稳定性等特点。
二、制备方法非晶纳米晶合金的制备方法主要有物理法和化学法两种。
物理法包括溅射法、球磨法和快淬法等，通过控制制备条件可以获得不同成分和形态的非晶纳米晶合金材料。
化学法主要有溶胶-凝胶法、电化学沉积法和化学还原法等，通过选择适当的化学反应体系可以实现非晶纳米晶合金的制备。
三、性质1. 高硬度：非晶纳米晶合金具有非晶态材料的高硬度，这是由于非晶态结构中原子的无序排列造成的。
高硬度使得非晶纳米晶合金在工程领域具有广泛的应用前景。
2. 高强度：非晶纳米晶合金不仅具有高硬度，还具有高强度，这是由于纳米晶结构中晶粒的细小尺寸和较大的晶界能量所导致的。
高强度使得非晶纳米晶合金在制备高性能结构材料方面具有潜力。
3. 优异导电性：非晶纳米晶合金中的纳米晶结构使得材料具有优异的导电性能，这是由于纳米晶结构中晶粒与晶粒之间的电子传输路径较短所导致的。
优异的导电性使得非晶纳米晶合金在电子器件领域具有广泛的应用前景。
4. 热稳定性：非晶纳米晶合金具有较好的热稳定性，这是由于非晶态结构中的无序排列可以抑制材料的晶粒长大。
较好的热稳定性使得非晶纳米晶合金在高温环境下具有良好的应用性能。
四、应用领域非晶纳米晶合金具有广泛的应用前景，主要应用于以下几个领域：1. 结构材料：非晶纳米晶合金具有高硬度和高强度，可以用于制备高性能的结构材料，如航空航天领域的航空发动机叶片和汽车领域的车身结构件等。
2. 电子器件：非晶纳米晶合金具有优异的导电性能，可以用于制备高性能的电子器件，如集成电路和太阳能电池等。
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2010.07～ 2010.12
2011.01～ 2011.06 2011.07～ 2011.12 2012.01～ 2012.05 2012.06～ 2012.10
6. 结论
1. 非晶态软磁材料以损耗低、导磁高的优异特性正逐步代替一部分传 统的硅钢、坡莫合金和铁氧体材料，成为目前越来越引人注目的新型功能 材料之一。
厚度对铁损的影响
4. 非晶合金的应用前景
非晶态合金以其优异的性能，独特的结构，广阔的应用前景受到材料学家 和产业界的关注。尤其是非晶合金带材作为软磁材料己经实现产业化，得到 广泛应用。 非晶合金带材正逐步取代软磁硅钢，能够使传统硅钢机电设备等的空载损 耗降低70%以上。
4.1. 非晶态材料制备方法
2. 非晶合金驱动电机是未来电动汽车关键技术之一。 3. 开展非晶纳米晶软磁材料应用研究不仅具有必要性，也具有可行性。
7. 项目目标
研究一种铁基非晶、纳米晶软磁材料。该材料具有：（1） 铁损很低，特 别是高频铁损很低，以保证高节能。（2） 磁致伸缩小，几乎为零，高频化 时噪音很小，以保证在噪音标准内设计磁感高。（3） 高磁感，磁化时铁损 低、噪音低，以发挥软磁材料磁感方面的最大潜力，保证软磁材料最大限度 内的磁感应强度。（4） 导磁率高，以电动机小型轻便化。
4.2. 非晶态合金的软磁特性
4.3. 非晶合金与硅钢的主要物理性能比较
注：铁损测量是在50Hz的工作磁场下测试的
非晶合金
项目 饱和自感应强度/T 矫顽力/A· m-1 铁损P15/50/W· kg-1 电阻率/μΩ· cm 密度/g· cm-3 1.56（1.70） <4 0.18 140 7.18
≤25
≤60
≤50
4.6. 意义：
磁导率高 生产铁基非晶、 纳米晶合金 软磁材料 矫顽力低
铁芯损耗小
磁滞伸缩系数小
高效化 节能化 轻便化 清净化 提高电磁能量转 换装置的效率
5. 高校合作可行性
武汉科技大学 材料与冶金学院金属材料工程系 甘章华教授工作：
非晶合金带材
卷绕成型的环形铁芯
已建成的非晶材料生产企业
5. 高校合作可行性 6. 结论
7. 项目目标
8. 2012年工作计划
前言
驱动电机，控制系统和电池是电动汽车三大关键元件。目前电动汽车使用 的磷酸铁锂电池等方案仍然存在着价格昂贵，重量较高的问题。驱动电机作为 电动汽车的关键元件，其效率，体积重量，转矩密度决定了电动汽车的性能， 同时也对有效利用的汽车电池能量，增加其行驶覆盖里程和减少电池数量具有 关键的作用。 日本一则新闻报道，同样的电池方案中，日本某汽车公司的电动汽车一次 充电能够行驶500Km，而中国比亚迪公司的电动汽车行驶200Km。其主要影 响因素是驱动电机的设计制造。 近期，安泰科技与北汽福田汽车股份有限公司和江苏扬动电气有限公司等 八家非晶带材应用单位的合作签约 开发应用于新能源汽车的非晶合金电机。
—
— — — — — — — —
≤0.30
— — — — — — ≤0.25 —
—
≤35 ≤30 ≤25 ≤35 ≤35 ≤35 — —
—
— — — — — — — ≤35
—
— — — — — — — ≤150
1K107
1K107H
≥1.1
≥1.0
≤1.6
≤1.6
—
≤0.20
≥60000
—
—
—
—
—
≤30
研究具有上述性能的软磁材料ห้องสมุดไป่ตู้材块状化的技术方法。
研究上述磁性材料在汽车电动机上应用的可行性。
8. 2012年工作计划
1 铁基非晶合金软磁材料制备工艺 2 非晶合金的性能分析与评价 3 合金优化 武科大提供 工艺所为主，部分借助武科大设备 饱和自感应强度/T>1.80 降低贵重金属含量
Thank you!
1K101H
1K102J 1K102 1K102H 1K103 1K104 1K105 1K106 1K107J
—
≥1.5 ≥1.4 — ≥1.3 ≥1.6 ≥1.2 ≥1.3 ≥1.1
≤4.0
≤3.0 ≤4.0 ≤4.0 ≤4.0 ≤4.0 ≤4.0 ≤4.0 ≤2.0
≤0.20
≥0.80 — ≤0.20 — — — — ≥0.85
Diesel Engine 4H 140 40 Electric Motor 40/60KW, 477/716 Nm 6S AMT
电机参数： 额定40KW@2650rmp； 477Nm 最大60KW@2650rmp； 716Nm
Control Module BMU
Batteries 600V 25Ah
取向冷轧硅钢 （轧向）
2.03 12 1.0 50 7.65
无取向硅钢
1.65 >30 2.5 50 7.65
饱和磁致延伸系数10-6
最大导磁率/Gs/Oe
<2
>400000
10
>8000
10
>4000
非晶：6万/吨 成品 硅钢：
4.4. 大块非晶合金
大块非晶合金是相对于传统的低维非晶材料(非晶粉、丝、薄带等) 而言的，具有较大的三维几何尺寸。固态时原子在三维空间呈拓扑无序 排列，表现为短程有序、长程无序，呈亚稳态结构，而且在一定温度范 围内还可以相对稳定地保持这种结构。 另外研究发现大块非晶合金在过冷液相区具有超塑性，也为大块 非晶合金的塑性成型和加工提供了可能。 自非晶合金问世以来，提高非晶成形能力，即得到大尺寸的非晶 样品一直是人们努力追求的主要目标之一。在常规的冷却条件下，合金 熔体在冷却过程中总是很快结晶而形成晶体结构的固体，一般需要采用 至少105K／s以上的冷却速度来冷却合金熔体，才能制备出厚度在几十 到上百微米的薄带状金属玻璃。 最近lO年来，对金属玻璃的研究获得了很大的进展，人们可以在 多个合金体系获得毫米甚至厘米级尺寸的块状金属玻璃。
国家自然科学基金项目工作计划
2010.01～210.06 探明磁场对Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3非晶合金相析出温度的影响； 探明磁场作用下不同预退火温度对释放晶化潜热的影响。 进行不同磁场下预退火工艺和等温退火工艺的优化 研究不同磁场与温度场共同作用下，晶化后纳米晶粒的大小 与分布。参加一次金属软磁材料领域的国内会议。 归纳并分析真空磁场退火，非晶合金晶化时的形核与长大规 律。 研究交变磁场与直流恒磁场对晶化时晶粒生长取向的影响， 并分析相应环磁场退火工艺下环状样品软磁性能的变化。 研究真空磁场退火工艺、纳米晶粒结构与铁芯损耗之间的关 系。
4.5. 非晶带材国家标准
铁基非晶、纳米晶软磁合金带材的磁性能
牌号 1K101J 1K101 磁感应强度 B800/T ≥1.45 ≥1.3 矫顽力 Hc/(A/m) ≤3.0 ≤4.0 矩形比 Bt/B800 ≥0.80 — 相对起始磁导 率 0.08 — — 铁损/(W/kg) P1.3/50 ≤0.20 ≤0.30 P0.4/10K — — P0.5/20K — — P0.2/10K — —
磁感对电机转矩的影响
发动及加速时的高转矩化
高转矩 高磁感硅钢
高磁感系列 使牌号上的数字尽可能小 低铁损硅钢 兼顾力学性能及成本
空间布置要求的轻量化
高速对应高频运行的高效化
小型化
高效率
3.无取向硅钢特点
大部分厂商的命名规则及含义 x 宝钢的牌号系列及性能
铁损含义如：P15/50
频率
磁感应强度
频率与铁损关系（35A230）
大块非晶合金具有很强的非晶形成能力，突破了传统非晶合金的制造上 需要高的冷却速率的工艺限制，在较低的冷却速率下就可以形成较大体积。 目前大块非晶合金的制备方法主要有两类： ①凝固法：由于多组元大块非晶体系具有很高非晶形成能力，其临界 冷却速率小，故采用一些传统的金属熔体凝固技术即可，如喷射吸铸法、水 淬法、定向凝固法、溶剂包敷法等； ② 固化法：即在过冷液相区采用热压或温压的办法将非晶粉末压制成 大块非晶合金。它主要利用多组元合金体系的过冷液相稳定性高并具有粘滞 流动性好的特点，如非晶粉末固结成形法、高压铸造法。 ③其它：非晶条带直接复合爆炸焊接、磁悬浮熔炼铜模冷却法、深过冷 加液淬法、掺杂、替换法、落管法。
研究组成员自2005年起进行铁基块体非晶合金的研究，在非晶合金的制备、 特性等方面积累了一定的研究经验。课题组2006年订购了一套1公斤级真空单 辊甩带机和一套5公斤级大气单辊甩带机，具备了制备宽度在20mm以下的非 晶薄带的能力。2007年起与江苏省扬州市宏夏非晶科技有限公司开展了合作 关系，能够制备宽度在50mm以下的非晶合金薄带。同时，研究小组还自行制 备了一台管式真空磁场退火炉，另还将对已订做的一台罩式真空退火炉进行改 装成罩式真空磁场退火炉。
据报道，深圳华任公司宣称，其公司生产的非晶电机的效率为92～98%的， 而电机体积和重量却大大减小，从而极大的提升能源和资源的利用率。也就是 说同样的电动汽车，如果使用了非晶电机可以增加其行驶里程30%以上，而同 样的行驶里程设计下，电池可以节省30%的费用。
1. 中心电动机方案
公司自主D530混动卡车开发计划，使用的电机2种方案为：交流感应式 电机和开关磁阻电机，无论哪种都在使用工频（50HZ）的无取向硅钢片。
可行性分析报告━
非晶纳米晶磁性材料在汽车上的应用研究
报 告 人：冯继军 所属部门：工艺研究所金相与失效分析室 时 间：2011.9.14
内 容
1. 中心目前的电动机方案：交流感应式电机和开关磁阻电机 2. 电机关键指标：高效、节能、小型轻便以及清净无噪音 3. 目前电机普遍采用的无取向硅钢特点
4. 本项目非晶合金的应用前景
发动及加速时的高转矩化 高速对应高频运行的高效化 空间布置要求的轻量化