高Bs、低损耗非晶纳米晶软磁材料的研发
非晶纳米晶软磁材料应用的另一个新兴领域是高频高效非晶电机。在我国电力消费结构中，电机系统用电所占比例达 60％以上，而我国现行主体系列电机的平均运行效率仅为 87.6％。从结构上看，电机主要由定子和转子两大部件组成，定子通常作为不转动的部分，而转子通常是内嵌在定子的内部位臵。组成定子的主要有定子铁芯、定子绕组、机座等，组成转子的主要有转子铁芯、转子绕组、转轴等。定转子铁芯的质量与性能直接决定了电机的性能、能效以及稳定性等关键指标。电机定转子部分作为决定电机整体性能的核心部件，合计占电机总产值 30%左右。 按照定子、转子在电机零部件 30%的产值比重计算，可大致推测出高速电机定子、转子行业的销售收入变化。2012 年，高速电机定子、转子行业销售收入约为 6.81 亿元；到 2018年，销售收入达到 10.89亿元， 复合增速 6.94%。
图1 普通电机各部位产值分布及高速电机制造行业销售收入变化趋势（资料来源： 前瞻产业研究院， 安信证券研究中心）
与硅钢相比，非晶合金材料具有优异的软磁性能，非晶材料损耗比无取向硅钢降低85%以上，可以显著降低电机铁芯损耗和温升、提高效率，由于非晶带材的高频损耗很低，可以通过提高频率实现电机的高转速、高功率密度和高转矩密度。用非晶软磁材料作为铁芯材料制造的变压器比硅钢变压器空载节能60%～80%。其代替硅钢、坡莫合金和铁氧体等作为变压器铁芯、电机铁芯、电抗器、互感器、传感器等，可提高变压器效率、缩小体积、减轻重量、降低能耗，是高频电力电子领域的最佳选择材料。
图2 硅钢、非晶合金材料的损耗随频率的变化规律
公司研发团队通过全新成分设计思路，成功开发出了一种结构介于传统非晶合金和纳米晶合金之间的新型软磁合金材料，表现出超高的Bs（高达1.94T）和低至4.3A/m的Hc，打破了铁基非晶纳米晶合金体系中Bs和Hc之间的互斥关系。基于这种全新的非晶-纳米晶过渡态合金的设计理念，有望开发更多具有优异综合软磁性能的非晶磁性材料，可以应用在诸如高速电机，大功率光伏并网逆变器等现代电子产品中，为探索制备新一代高性能软磁材料提供了一种新的范式。
