非晶合金

非晶合金通常金屬材料是固態(tài)的晶體，但在金屬材料的結(jié)晶過(guò)程中，特殊的方法可以打亂金屬材料中原子的規(guī)則排列，得到原子排列無(wú)序的固態(tài)金屬材料，這種材料稱(chēng)為非晶金屬材料。非晶態(tài)合金是非晶態(tài)金屬材料的一種。

鐵基非晶合金(Fe-Basic   amorphous   alloy)

特別是鐵損低（是取向硅鋼片的1/3－1/5）替代硅鋼作為配電變壓器可節(jié)能60－70%鐵基非晶合金的帶材厚度為0.03mm，廣泛用于配電變壓器、大功率開(kāi)關(guān)電源、脈沖變壓器、磁放大器、中頻變壓器和逆變器磁芯， 適用于10kHz以下的頻率由于超快速凝固，原子可以 合金凝固時(shí)不會(huì)有序排列和結(jié)晶，得到的固態(tài)合金具有長(zhǎng)程無(wú)序結(jié)構(gòu)，沒(méi)有晶態(tài)合金的晶粒、晶界的存在，稱(chēng)為 非晶合金，被稱(chēng)為冶金材料學(xué)的一場(chǎng)革命。這種非晶態(tài)合金具有許多獨(dú)特的性能，例如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強(qiáng)度、硬度和韌性高電阻率和機(jī)電耦合性能等。由于其優(yōu)異的性能、工藝簡(jiǎn)單，自20世紀(jì)80年代以來(lái)已成為國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)。

在過(guò)去的幾千年里，人類(lèi)使用的金屬或合金都是晶體材料，它們的原子在三維空間中有序排列、形成周期性晶格結(jié)構(gòu)。

非晶體金屬或合金是指液態(tài)物質(zhì)（或氣態(tài)）在快速冷卻過(guò)程中，液態(tài)原子無(wú)序排列的凝聚態(tài)由于沒(méi)有時(shí)間結(jié)晶而保持在室溫或低溫狀態(tài)，其原子不再有序生長(zhǎng)、周期性的有規(guī)律的排列，卻脫離了長(zhǎng)期無(wú)序的排列狀態(tài)。具有鐵磁性的非晶金合金也稱(chēng)為鐵磁性金屬玻璃或磁性玻璃（Glass   alloy）為了描述方便，以下都稱(chēng)為非晶合金。

1960年，美國(guó)的Duwez教授發(fā)明了快速淬火工藝來(lái)制備非晶合金。同時(shí)，非晶軟磁合金的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段始于1967年，持續(xù)到1988年。1984年，美國(guó)四家變壓器制造商在IEEE會(huì)議上展示了實(shí)用的非晶配電變壓器，標(biāo)志著第一階段的高潮到1989年，美國(guó)聯(lián)信公司擁有了年產(chǎn)6萬(wàn)噸非晶帶材的生產(chǎn)能力，全世界投入運(yùn)行的非晶配電變壓器約有100萬(wàn)臺(tái)，幾乎全部來(lái)自該公司。從1988年開(kāi)始，非晶材料的發(fā)展進(jìn)入了第二階段。這一階段的標(biāo)志性事件是鐵基納米晶合金的發(fā)明。1988年，日本日立金屬公司的Yashiwa等人在非晶合金的基礎(chǔ)上，通過(guò)晶化處理，研制出納米晶軟磁合金（Finemet）1988年，日立金屬公司實(shí)現(xiàn)了納米晶合金的產(chǎn)業(yè)化，部分產(chǎn)品投放市場(chǎng)。1992年，德國(guó)VAC公司開(kāi)始推出納米晶合金替代鈷基非晶合金，特別是在網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備中，如ISDN，大量使用納米晶磁芯制作接口變壓器和數(shù)字濾波器件。

在對(duì)非晶合金有了初步的了解之后，讓 讓我們看看——非晶變壓器，這是非晶合金的一個(gè)非常有前途的應(yīng)用領(lǐng)域。非晶合金鐵芯變壓器是采用新型導(dǎo)磁材料——非晶合金制成的變壓器，與硅鋼片作為鐵芯變壓器相比，具有空載損耗（指變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)在初級(jí)測(cè)得的功率損耗）下降75%左右，空載電流（當(dāng)變壓器副邊開(kāi)路時(shí)，原邊仍有一定的電流，稱(chēng)為空載電流）下降約80%是目前較為理想的節(jié)能配電變壓器，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和低負(fù)荷率的發(fā)展中地區(qū)。中國(guó)上市公司——信托電氣從美國(guó)通用電氣公司引進(jìn)了非晶合金變壓器的專(zhuān)有技術(shù)，通過(guò)消化吸收，自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了適合中國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行的系列非晶合金變壓器，成為目前國(guó)內(nèi)最大的非晶合金變壓器專(zhuān)業(yè)制造商，證明了非晶材料廣闊的市場(chǎng)空間。

2006年以來(lái)，硅鋼的大幅漲價(jià)導(dǎo)致非晶價(jià)格甚至低于硅鋼；同時(shí)，它的節(jié)能功能也因其對(duì)能源問(wèn)題的重視而備受關(guān)注。非晶帶材的損耗率較低，用在新型配電變壓器上可以起到很好的降低功耗的作用隨著中國(guó)變壓器市場(chǎng)向非晶配電變壓器的加速發(fā)展，非晶帶材市場(chǎng)正在擴(kuò)大。

與傳統(tǒng)硅鋼片的區(qū)別

與傳統(tǒng)的硅鋼片不同，非晶合金沖壓后易碎，很難形成層壓板。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，非晶合金往往以纏繞工藝的形式存在。近年來(lái)，使用非晶軟磁材料的電機(jī)越來(lái)越多，其低鐵耗的優(yōu)異節(jié)能性引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。