非晶培训资料

非晶资料非晶资料 一、非晶合金产业发展现状及发展趋势 （一）、非晶合金材料概述 1、概念 在日常生活中人们接触的材料一般有两种：一种是晶态材料，另一种是非晶态 材料。所谓晶态材料，是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。反之，内部原子排 列处于无规则状态，则为非晶态材料，一般的金属，其内部原子排列有序，都属于晶 态材料。科学家发现，金属在熔化后，内部原子处于活跃状态。一但金属开始冷却， 原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。 如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金。 制备非晶态材料就是采用超急冷技术得到的，是冶金材料学的第三次革命，被称为 21 世纪的“双绿色”材料。 2、材料分类： 3、特点： 4、产业链 （二）非晶带材产业发展分析 1、上游带材 （1）原料 （2）制备工艺 制备非晶带材采用的是一种快速凝固的工艺。将处于熔融状态的高温钢水 （铁、硅、硼、镍、钴、铌等）喷射到高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度的速 度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将 1300℃的钢水降到 200℃以下，形成厚度为 25 微米的非晶带材。 （3）价格 原材料成本：铁 3200 元/吨左右 硅 14500 元/吨左右 硼 21500 元/吨左右 根据铁硅硼配比，每吨非晶带材原材料价格约7000 元， 加上原材料之外的制造成本 （电、水、人工等），总成本在13000 元/吨左右，目前市场销售价为17000-19000 元/ 吨 （4）用途 制作成非晶铁芯，广泛应用于电力变压器、电机、电抗器、大功率开关电源替代传统 硅钢铁芯，目前最主要应用在非晶变压器铁芯制造上 （5） 非晶带材分类及应用 铁基非晶合金 铁基非晶合金：主要元素是铁、硅、硼等。它们的特点是磁性强（饱和磁感应强度可 达 1.4T～1.7T）、磁导率、激磁电流和铁损等软磁性能优于硅钢片，价格便宜，最适合 替代硅钢片，特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3～1/5），代替硅钢做配电变压器可降 低铁损 60%～70%。铁基非晶合金的带材厚度为0.025 毫米左右，广泛应用于中低频变 压器的铁芯，例如配电变压器、中频变压器、大功率电感、电抗器等。 铁镍基非晶合金 铁镍基非晶合金：主要由铁、镍、硅、等组成，它们的磁性比较弱（饱和磁感应强度 大约为 1T 以下），价格较贵，但磁导率比较高，可以代替硅钢片或者坡莫合金，用作 高要求的中低频变压器铁芯，例如漏电开关 钴基非晶合金 钴基非晶合金：由钴和硅、硼等组成，有时为了获得某些特殊的性能还添加其它元素， 由于含钴，它们价格很贵，磁性较弱（饱和磁感应强度一般在1T 以下），但磁导率极 高，一般用在要求严格的军工电源中的变压器、电感等，替代坡莫合金和铁氧体。 （6）非晶带材的发展历程 1960 年，美国加利福尼亚大学研究人员首先发现非晶合金材料，1974 年美国信联公司 开始研制铁基非晶合金，并与 1989 年首次商业化批量生产非晶铁芯。 1995 年，安泰科技开始非晶带材技术研发，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，安泰科技非晶带材 1000 吨生产线主要用于电子产品方面，但自 2005 年以来， 随着政府对能源问题的重视及硅钢的大幅度涨价导致非晶变压器在价格上更具比价优 势，非晶带材的需求量大幅上升，安泰科技现在非晶带材产能4 万吨。 2003 年日本日立金属购买美国信联 50%的股权后进入非晶合金这一领域。2010 年底日 立金属把非晶产能从原来的约 5 万吨扩展到了 10 万吨，这使日立金属在这个领域处于 绝对垄断的地位。 2014 年 2 月，由青岛黎明云路新能源科技有限公司设计和筹建的非晶带材万吨级生产 线一期工程完成热试。成功卷出第一批带材，年产量 8000 吨，产值达 1.4 亿元。成为 世界上第三家具备万吨级非晶带材生产能力的企业之一。 2014 年 10 月 26 日， 上海网为电气与邳州市政府签署了年产 15 万吨铁基非晶带材生产 协议，建成后将成为产能最大的厂家。 （8）2015 年国内市场需求量 2015 年国网招标 22 万台非晶变压器， 加上其他应用市场 3 万台， 变压器领域需要带材 13 万吨左右。 （9）十三五发展预测 根据国家电网对配电变压器采购规定，新增配电变压器非晶变压器比例不低于 50%的 要求 ，2020 年变压器行业非晶带材需求量约 30 万吨，产值约 60 亿元。 2、中游铁芯（1）概念 非晶合金铁芯就是利用非晶带材根据下游应用产品的需要加工成不同类型的铁芯。 2）应用范围： 根据加工成的铁芯类别，主要应用于制造变压器、电机、大型电抗器、大型互感器等 电力、电子产品铁芯。目前非晶带材的最大用途就是加工成非晶合金铁芯用于变压器 上。 （3）主要生产厂商 （4）价格 非晶合金铁芯目前市场价每吨在 2-2.1 万元，未来非晶科技产业整合化程度更高，单纯 的非晶铁芯生产厂家利润会逐渐大幅降低。但由于东南亚、非洲等市场的需求量增加， 未来非晶合金铁芯的产能将大幅提高。 3、下游应用之非晶变压器 （1）非晶变压器的概念：使用非晶铁芯替代传统硅钢铁芯的变压器。 （2）非晶变压器的优点 ※节能环保： 非晶材料是优异的导磁材料，比较硅钢材料铁芯损耗大大降低，空载损耗降低 80%，节能效果非常显著，可节省电厂的发电量，减少发电燃料的消耗，进而减少对大 气环境的污染。 ※性能稳定 由于损耗低，发热少，温升低，运转性能非常稳定，抗短路能力强、可减少谐 波对电网的影响，改善供电质量。 ※使用成本低 节能效果显著，使用成本降低，减少用电量，节约电费，一台非晶变压器3 年内 节约的电费可抵扣购置时多出同规格硅钢变压器的成本。 （4）非晶变压器主要生产厂商 全国约 300 家企业生产非晶变压器， 2015 年国网公司对非晶变压器进行了四次招标， 其中江苏、河南、浙江、山东分别有 15 家、17 家、17 家、24 家企业入围中标。 6）2015 年非晶变压器的产量及产值： 总产量 25 万台左右，产值约 100 亿元。 （7）十三五发展预测： 到 2020 年，全国配电变压器新增120 万台，其中不少于50%是非晶变，也就是 说 2020 年新增 60 万台非晶变压器，产值约 300 亿元。 4、下游应用之非晶电机 (1). 电机概念： 电机是一种利用“电”和“磁”的相互作用实现能量转换和传递的电磁机械装置。 相较传统电机，非晶电机是指用非晶定子铁芯替代传统硅钢片定子铁芯制作的电机。 （2）非晶电机优点： ※ 高节能性 传统电动机的效率最高不会超过 80%，而非晶电机的最低效率则很容易达到90%以上， 大大提高了电机的效率。 ※运转速度高 非晶电机的调速范围 3000-24000r/min，最高能达到 50000r/min。而普通电机最高 速度一般限制在 15000-20000r/min。 ※ 耐高温 相较传统电机，非晶电机能适应在在高温状态下工作，这点是普通电机无法比拟的， 特别在新能源汽车应用领域，非晶电机有着独特优势。 湘电莱特的实验测试中，