高性能软磁材料之非晶合金行业研究-受益于节能减排和需求升级.docxVIP

高性能软磁材料之非晶合金行业研究：受益于节能减排和需求升级 1. 非晶合金—软磁材料新星 磁性材料根据功能通常可划分为永磁材料、软磁材料和功能性磁材。其中，永 磁材料可分为铁氧体永磁材料、稀土永磁材料、其他永磁材料，软磁材料可分为铁 氧体软磁材料、金属软磁材料、其他软磁材料等。 磁材性能主要的衡量指标为稳定性、抗磁退性、抗温性，其中衡量稳定性的主 要参数是剩余磁化强度和最大磁能积，其值越高表示磁场强度越高，磁体越能保持 磁性；衡量抗退磁性的主要参数为内禀矫顽力，其值越大代表磁体的抗退磁能力越 强；抗温性的衡量参数主要为工作温度和居里温度，其值越高表示在高温下磁材的 性能更稳定。永磁材料难磁化、难退磁、剩磁高、矫顽力大，主要作为磁场源储藏和供给磁 能，应用于各种电机、仪表、设备等，软磁材料在磁场作用下易磁化，且取消磁场 后又容易退磁，具有较高的磁导率、较高饱和磁感应强度、较小的矫顽力，磁滞损 耗小，应用于变压器、继电器、电感铁芯、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩、电 机定子转子等。 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。在电力工业中，从电能产生（发电机）、传输（变压器）到利用（电动机）的过程中，软磁材料起能量转换作用；在电子工业中，从 5G 通讯（无线充电）、自动控制（继电器、磁放大器、变换器）到广播电视和电影（声音图像的录、放、抹磁头），再到电子计算技术（各种铁磁性微波器件），软磁材料起着信息变换、传 递与存储等重要作用。 软磁材料经历了金属软磁、铁氧体软磁、非晶、纳米晶合金的不断创新与迭代。按照软磁材料成分划分，可分为金属软磁、铁氧体软磁、非晶、纳米晶合金。金属 软磁材料最早使用，包括硅钢、坡莫合金等，铁氧体软磁为以氧化铁为主要成分的 磁性氧化物，包括锰锌系，镍锌系铁氧体等。非晶软磁主要包含铁基、铁镍基、钴 基非晶材料、纳米非晶材料等。按照软磁材料产品形态划分，可分为合金类、粉芯 类、铁氧体类。衡量软磁材料性能的指标主要有饱和磁感、导磁率、矫顽力、铁损等，其中饱 和磁感率越高磁芯工作磁感的最高限度越大，磁性能越强；导磁率越高，表明磁化 的灵敏性越好，矫顽力低反应磁化的阻力更小，能量的损失主要取决于材料的电阻 率，电阻率越高，铁损越低。 金属软磁材料以硅钢为代表，由于电阻率较低，在高频下会产生较大的涡流损 耗，高频损耗较大，随着使用频率的提高，应用逐步受到限制，目前主要用于电动 机和发电机等低频应用场景。铁氧体软磁为第二代软磁材料，电阻率高，在高频段下损耗较金属软磁大幅降 低，但铁氧体软磁饱和磁感应强度大幅低于金属软磁材料，且初始磁导率较低，在 磁能密度较高的低频强电领域应用受到限制。 纳米晶是在非晶态合金制备工艺之后，再经过高度控制的退火环节，形成的具 有纳米级微晶体和非晶混合组织结构的材料。纳米晶软磁相较前述三者具备更加 优异的综合性能：相较于非晶合金，可具有更高的饱和磁感应强度和初始磁导率，同时也更加适应小型化、集成化的发展趋势，相较于铁基非晶，损耗通常还可继续 降低，为高频电力电子应用的理想材料。 非晶合金种类主要包含铁基、铁镍基、钴基非晶合金以及铁基纳米晶合金。其 中铁基非晶合金广泛应用于节能配电变压器；铁镍基非晶合金应用范围与镍坡莫 合金对应，但其在能量损耗和机械强度方面更加优越，应用于漏电开关、磁屏蔽等，钴基非晶合金在非晶合金中具有最高的磁导率，且具有优异的耐磨性和耐蚀性，应 用于要求严格的军工电源中的变压器、电感等，可替代坡莫合金、铁氧体等；纳米 晶合金为目前综合性能最优的软磁材料，广泛应用于大功率电源开关、逆变电源、高频变压器、共模电感等领域，可替代铁氧体。 目前非晶合金中应用最广泛的主要为铁基非晶和铁基纳米非晶合金，其中铁基非晶合金主要应用于工频（中低频）环境的配电变压器、电机材料，下游包括电 力配送、轨道交通变压器等相对传统的电力行业领域；纳米晶合金较非晶合金整体 具有更高的磁导率和更低的损耗，传输效率更高，体积更小，主要应用于中、高频 环境的电子磁性元器件，下游包括消费电子、新能源汽车、变频家电、粒子加速器 等领域。 2. 我国非晶带材已取得头部地位，纳米晶加速追赶 国内非晶、纳米晶参与者众多，头部企业已建立领先优势。国内目前基本实现 非晶合金产业全覆盖，主要参与者包括安泰科技、云路股份、中研非晶、兆晶科技、江苏国能、河南中岳等，海外竞争对手主要为日本的日立金属和德国 VAC。我国 非晶带材产业化应用自 2010 年以来已经有 10 多年时间，业内生产企业众多，但 规模化量产的企业数量较少，企业之间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