本報記者 趙萍
當5G基站以每秒千兆的速度處理海量數(shù)據(jù)流時，當大數(shù)據(jù)中心服務器在方寸之間實現(xiàn)高密度能量存儲時，當新能源汽車電機在高溫高負荷工況下保持穩(wěn)定輸出時，一場由非晶合金粉末引發(fā)的電感技術革命已悄然展開——這種由液態(tài)金屬急冷凝固而成的特殊材料，憑借其高飽和磁感應強度、低磁滯損耗的特性，正推動電感器件向高頻化、微型化、高效能方向跨越式發(fā)展。
12月6日，來自國內外非晶合金粉末產(chǎn)業(yè)鏈上下游的專家學者齊聚廣東深圳，在第5屆非晶合金粉末應用與發(fā)展論壇上圍繞非晶合金粉末高效制備工藝創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化應用實踐等議題展開深入交流。會議透露，非晶合金粉末產(chǎn)業(yè)當前發(fā)展有3大亮點值得關注。
一是智能模型賦能制備工藝革新。會議介紹，國內科研團隊基于數(shù)值模擬與物理模擬方法，系統(tǒng)開展了底吹氬精煉工藝優(yōu)化、澆包結構改進、平面流鑄工藝參數(shù)調控及冷卻銅輥水路換熱設計等研究，顯著提升了鋼液潔凈度與非晶帶材性能均一性。同時，該團隊創(chuàng)新構建了氣水霧化全過程的多尺度數(shù)值模型，揭示了霧化過程中氣液界面動力學行為與熔滴熱質傳輸機制，闡明了關鍵工藝參數(shù)與裝備結構對非晶合金粉末球形度、非晶形成能力及粒徑分布的調控規(guī)律。
與會專家據(jù)此指出，非晶帶材產(chǎn)品表面可能出現(xiàn)的“魚鱗狀”“雨刷狀”等缺陷，會導致軟磁性能顯著下降。當前，制備高潔凈度、無表面紋路的非晶母帶仍是國內技術瓶頸，需加強鐵基坯料潔凈度控制、殘余有害元素去除、熔體精煉工藝及保護澆鑄技術的產(chǎn)學研用協(xié)同攻關。此外，熔煉用鐵合金與鋼液的潔凈度、氣氛保護條件不僅影響工藝穩(wěn)定性，更直接關聯(lián)非晶合金粉末產(chǎn)品形貌與軟磁性能。因此，粉末熔體制備與霧化過程中的精煉與保護技術（如氧含量、夾雜物及有害元素控制）同樣至關重要。
會議還指出，目前，非晶磁粉芯因非晶合金硬度高、塑性差，導致在壓制過程中粉末間結合力弱、成型密度偏低，嚴重影響其磁導率、損耗等綜合磁性能的發(fā)揮。未來，應結合粉末成型工藝優(yōu)化與散體力學數(shù)值模擬，實現(xiàn)對非晶合金粉末壓制致密化行為的精準調控，推動高密度、低損耗非晶磁粉芯的制備與應用。
二是脆性難題迎來系統(tǒng)性突破。此前，針對非晶合金室溫脆性影響其推廣應用難題，中科院寧波材料所、松山湖材料實驗室等的科研團隊持續(xù)開展基礎機理研究并取得了積極進展，廣汽攻克了非晶合金材料脆性高、成型難度大等工藝難題，首次將非晶合金用于汽車驅動電機。在此次會議上，國內科研團隊分享了其通過創(chuàng)新性發(fā)現(xiàn)金屬玻璃室溫流動現(xiàn)象，提出超聲振動誘導塑性（UVIP）技術，為破解非晶材料脆性困境提供了解決方案。
超聲振動誘導塑性是一種在常溫或低溫下通過超聲振動使材料表面局部軟化并發(fā)生塑性變形的新機制，通過高頻超聲振動使非晶合金在室溫下表現(xiàn)出類塑性變形行為。基于此機理，該團隊創(chuàng)新性地開發(fā)出用于非晶帶材加工的超聲輔助沖裁技術，不僅降低了沖裁斷面粗糙度，還顯著提升了帶材的軟磁性能一致性，并開發(fā)出非晶磁粉芯超聲低應力制備技術，實現(xiàn)粉末混合—超聲振動—包覆劑軟化—粉芯低應力的快速成型。
更值得關注的是，該團隊發(fā)現(xiàn)了超聲“退火”效應——通過特定參數(shù)的超聲處理，可在降低非晶合金帶材矯頑力的同時提升磁導率，達到傳統(tǒng)退火工藝的相同效果，且用時更短，為非晶合金熱處理工藝革新提供了全新路徑。
三是包覆技術涌現(xiàn)創(chuàng)新解決方案。作為提升非晶合金磁粉芯性能的核心環(huán)節(jié)，粉末包覆技術因其對絕緣性、耐腐蝕性及磁性能的關鍵影響，成為下游重點關注對象。傳統(tǒng)包覆工藝如磷化法雖能增強絕緣效果，卻易引發(fā)粉末團聚及表面多孔疏松問題，導致磁導率下降；而物理包覆常用的硅酸鹽類無機黏接劑雖具備耐高溫特性，卻難以克服鹽塊團聚與表面皸裂漏電的缺陷，嚴重制約高頻應用場景下的可靠性。
會議介紹，國內科研團隊正嘗試通過化學轉化膜和溶膠凝膠法相結合，構建具有自適應性的化學轉化膜，在無鈍化（即裸粉）處理條件下實現(xiàn)膠體在粉末壓縮過程中的動態(tài)填充，最終達到提升絕緣層致密性，同時增強耐鹽霧腐蝕能力的效果。
此外，還有科研團隊提供了超聲振蕩包覆技術的解題思路——采用納米鐵氧體粉末作為絕緣介質，借助超聲振蕩實現(xiàn)其在鐵基非晶粉末表面的均勻分散，有效降低高頻渦流損耗、提升磁導率。
《中國冶金報》（2025年12月17日 03版三版）
