本報實習(xí)記者 趙萍
2021年12月31日，工信部印發(fā)《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2021版）》，明確將高性能球形非晶、納米晶粉末納入前沿新材料范疇。在此帶動下，非晶合金產(chǎn)業(yè)將迎來新一輪高質(zhì)量發(fā)展大潮。2022年，非晶合金產(chǎn)業(yè)將如何發(fā)展？面臨哪些挑戰(zhàn)和機遇？帶著這些問題，1月14日，《中國冶金報》記者采訪了中國電器工業(yè)協(xié)會非晶合金材料應(yīng)用分會秘書長張華，請他就此進行了解答。
張華介紹，2021年，在國家提出“雙碳”目標、相關(guān)部門印發(fā)有關(guān)能效提升計劃的背景下，具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢的非晶合金獲得快速發(fā)展。非晶合金干式變壓器、非晶立體卷變壓器市場大熱，帶動了過去幾年不溫不火的非晶合金寬帶市場；納米晶等非晶材料在新基建中的滲透率大幅提升，尤其在高頻磁組件的應(yīng)用上，納米晶顯示出替代原使用材料的趨勢。2022年，非晶合金產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢。
一是非晶合金帶材需求量將再次突破10萬噸。非晶合金材料憑借高效節(jié)能的優(yōu)勢和多年來一直保持的合理價格得到下游產(chǎn)業(yè)的高度認可，如優(yōu)質(zhì)非晶帶材價格穩(wěn)定在每千克15元~18元。2021年，國內(nèi)能夠生產(chǎn)高質(zhì)量非晶帶材的企業(yè)從2016年的9家進一步優(yōu)化整合到2021年的3家，再加上在“雙碳”目標、能效提升計劃實施的驅(qū)動下，下游產(chǎn)業(yè)對非晶合金材料的需求量大幅增加，2022年非晶合金帶材在國內(nèi)的需求有可能再次突破10萬噸。
二是非晶配電變壓器需求量將突破30萬臺。2021年，非晶變壓器在生產(chǎn)技術(shù)、工藝及效率方面均取得較大進步，在穩(wěn)定性、可靠性、安全性得到保障的前提下，節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢凸顯，非晶變壓器也因此成為電網(wǎng)市場的“舊愛新寵”。再加上電網(wǎng)低碳發(fā)展需要，“十四五”電網(wǎng)配電投資計劃實施等積極影響，國網(wǎng)、南網(wǎng)在配電招標上提高了非晶配電變壓器占比，2022年非晶變壓器需求量有望突破30萬臺。
三是非晶立體卷變壓器有望成為下游行業(yè)應(yīng)用主流。具有更好節(jié)能效果、更強安全可靠性、更小噪聲的非晶立體卷變壓器在電網(wǎng)及相關(guān)工程應(yīng)用上具有獨特優(yōu)勢，同時非晶立體卷干式變壓器在新能源發(fā)電、儲能項目、海洋平臺及新基建數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的需求量將劇增。張華介紹，在這些領(lǐng)域，非晶帶材的需求量約為4萬噸，占非晶帶材產(chǎn)量的40%以上。
四是納米晶軟磁材料在新能源產(chǎn)業(yè)中占比大幅提升。近年來，納米晶在高BS（有效飽和磁通密度）、超薄等方面不斷取得新突破，再加上自身具有高頻、高功率、低損耗等特性，在新能源汽車、無線充電、5G、光伏等領(lǐng)域需求量不斷增加，尤其在軟磁性能上競爭優(yōu)勢明顯。2022年，國內(nèi)180多家?guī)Р纳a(chǎn)企業(yè)的納米晶帶材產(chǎn)量將接近甚至超3萬噸，其中用于無線充等領(lǐng)域的寬幅超薄納米晶帶材占比將達到25%左右。
五是或?qū)⒊霈F(xiàn)非晶合金粉末產(chǎn)品低端競爭局面。具有高頻高功率、低損耗特性的非晶合金磁粉是電感的理想原材料，也因此在電力行業(yè)受到高度關(guān)注。張華認為，國內(nèi)部分企業(yè)在人才、設(shè)備、工藝及應(yīng)用研究不足的情況下，為搶先機而盲目投資該項目，生產(chǎn)出的產(chǎn)品穩(wěn)定性、一致性、可靠性等會和有技術(shù)沉淀的企業(yè)存在較大差距，有較大可能出現(xiàn)因盲目投資而惡性競爭的現(xiàn)象。相反，非晶涂層粉末的發(fā)展值得關(guān)注，其在石油、化工、海洋等市場應(yīng)用前景廣闊。
六是塊體非晶制品將形成多元高效發(fā)展態(tài)勢。塊體非晶合金具有高強度、高硬度、高精密成型及含能等特性，在消費電子、醫(yī)療器械、航空航天、國防科工等領(lǐng)域廣受青睞。目前，塊體非晶合金生產(chǎn)工藝已趨于成熟，除了壓鑄成型外，燒結(jié)、熱塑、超聲成型等技術(shù)和工藝也走向產(chǎn)業(yè)化，從“不斷試制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤案喽ㄖ啤薄埲A認為，元宇宙支撐設(shè)備、手機外框金屬化等新興市場出現(xiàn)，將推動塊體非晶合金生產(chǎn)向高效率、高質(zhì)量發(fā)展。
七是非晶電機繼續(xù)保持小步穩(wěn)跑。非晶電機近年來發(fā)展較快，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用取得明顯成效，在高速、高頻微特中小電機行業(yè)備受青睞，并在無人機、吸塵器、壓縮機、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域精彩亮相。張華指出，如果非晶電機加工路徑、制造成本、配套器件及針對材料特性的開發(fā)設(shè)計等沒有突破性進展，非晶電機將保持小步穩(wěn)跑局面，預(yù)計2022年功率在2千瓦~50千瓦、轉(zhuǎn)速在4萬轉(zhuǎn)~12萬轉(zhuǎn)的高頻高速非晶電機年產(chǎn)量將超過60萬臺（套）。
八是高技術(shù)含量高附加值產(chǎn)品快速發(fā)展。隨著應(yīng)用研究深入、裝備技術(shù)進步和工藝愈加成熟，非晶合金的優(yōu)異性能得到充分開發(fā)和利用。高技術(shù)含量高附加值產(chǎn)品，如非晶合金、高熵非晶材料等，在醫(yī)療器械、航天核電、國防軍工、微磁傳感及催化等領(lǐng)域大放異彩。張華表示，2022年，部分產(chǎn)品將在2021年基礎(chǔ)上有更大規(guī)模的發(fā)展，此前預(yù)定的非晶催化、傳感器、含能產(chǎn)品等大額訂單也將開始走量。
九是非晶帶材新工藝提高產(chǎn)品附加值。“通過新技術(shù)、新工藝提升非晶帶材綜合性能有望成為今年熱點話題。”張華認為，帶材涂層、激光刻痕等新技術(shù)、新工藝通過改善磁疇，提升產(chǎn)品性能，有效拓寬了非晶合金帶材應(yīng)用范圍，將極大提高非晶鑄帶的競爭力。新工藝使非晶帶材損耗降低超17%，磁通密度小幅提升，噪聲降低3~5個分貝，并實現(xiàn)帶材免熱處理。他介紹，日本日立金屬已于2021年應(yīng)用新工藝批量生產(chǎn)非晶帶材，國內(nèi)目前已有企業(yè)開始布局研發(fā)。
十是國內(nèi)非晶合金企業(yè)將在海外建廠。張華透露，受到人才、市場、成本、原材料及海外政策等的影響，國內(nèi)有一定技術(shù)積累和沉淀的非晶合金企業(yè)有望在海外建立新工廠，主要生產(chǎn)非晶帶材及磁性粉末。他認為，最大可能是非晶變壓器先落地，非晶帶材等進一步跟進。“從原材料走出去到整廠走出去，我國非晶合金產(chǎn)業(yè)的影響力將得到進一步提升。”他說道。
《中國冶金報》（2022年1月19日 03版三版）
