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高性能软磁材料之非晶合金行业研究

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.中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