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新材料
高饱和磁感应强度纳米晶软磁合金

1、项目简介：
    终端电器待机能耗的迅速增长和由此引发的能源和环境问题越来越引起世界各国的广泛关注，降低终端电器待机损耗已成为近年来能源领域的重要研究内容。无论是家用电器还是办公自动化设备，都需要开关电源作为主要部件，决定开关电源待机损耗的主要元件是开关电源变压器中使用的软磁铁芯材料。因此，高频开关电源变压器用高效节能软磁材料的开发已成为能源领域备受关注的一个研究课题。目前，应用于开关电源变压器的磁芯材料主要有Mn-Zn铁氧体、硅钢、坡莫合金、Fe基非晶和Fe基纳米晶。

    软磁铁氧体具有较低的高频损耗，低廉的成本和灵活便利的成型性，而被广泛用于高频电源变压器，尤其是小功率电源变压器。但铁氧体的饱和磁感应强度较低，不利于变压器的小型化，因而在中、高频大功率变压器方面的应用受到限制，而且铁氧体的磁导率低，应用领域受到较大的限制。

    硅钢具有高饱和磁感应强度( Bs >1.9T)，较低的工频损耗和低廉的成本，因而在低频变压器、电机等领域获得广泛应用，但硅钢的磁导率较低，中、高频损耗较大，因而在高频变压器中的应用受到了限制。

    近20年发展起来的非晶合金，其中的Fe基、Fe-Ni基、Co基非晶合金综合起来具有较优异的综合磁性能。非晶合金的磁导率高，磁芯损耗也较低，但是磁芯的退火工艺复杂，同时退火后的脆性较大，另外，由于具有较大的磁致伸缩系数导致变压器噪声较大。

    铁基纳米晶软磁合金兼具硅钢和软磁铁氧体的优点，具有较高的饱和磁感应强度和极低的铁损，因而可以作为硅钢和部分软磁铁氧体的换代产品，广泛应用于各种中高频电力电子设备的铁芯器件，起到减小器件体积、降低设备能耗的作用，有助于环境保护和国家节能减排政策的实施。

2、市场背景：
    用低能耗非晶纳米晶软磁合金替代传统硅钢和铁氧体制备电力电子设备铁芯作为全球公认的发展方向，获得了国家政策的大力支持。但是，我国相关企业的产品却一直受限于国外专利，性能也远低于国外产品。目前，节能减排政策的实施和新型非晶纳米晶变压器的推广急需开发具有完全自主知识产权的高性能纳米晶软磁合金。

    非晶变压器可以大幅降低能耗，是“十一五”期间国家电网建设落实“环境友好型社会”的首选产品，其市场拓展空间巨大，市场占有率有望迅速提高。目前。国家电网改造急需大尺寸铁芯，其市场份额约1000亿人民币。若将硅钢变压器全部改为非晶变压器，则每年可以减少空载损耗180万kW，节电157.68亿kWh，减少煤耗646.49万吨，减少二氧化碳气体排放1300.86万吨，减少二氧化硫气体排放33.79万吨，减少氧化氮排放19.77万吨，相当于增加净化空气的森林面积34689平方公里。

3、技术特点、指标：
技术特点：
（1）开发具有自主知识产权的Fe基块体非晶合金成分；
（2）同时具有大的合金非晶形成能力与高的饱和磁化强度；
（3）开发大尺寸Fe基非晶合金带材的制造设备与工艺；
（4）开发高性能配电变压器铁芯器件。

技术指标：
（1）饱和磁感Bs : 1.7T
（2）0.2T 20kHz下的损耗 < 2W/kg
（3）0.05A/m,1kHz下有效磁导率 > 200000
（4）矫顽力 < 2.0A/m
（5）纳米晶带材的厚度: 15-20mm
（6）纳米晶铁芯叠片系数：h>0.85
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