怎么获得非晶态组织_非晶态合金及其应用的发展现状

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三、日本

　　日本在与美国关于非晶态合金专利技术之争败诉后，日本就不能再研发生产配电变压器用的非晶态合金带材，而且在非晶配电变压器的研发、生产方面很大程度上受美国的影响和制约，处于被动状态。但在电子工业用的非晶纳米晶合金材料的研发方面却处世界领先地位。1988年日立金属公布了铁基纳米晶软磁合金材料的发明专利，命名为“Finemet”；这是金属软磁合金材料发展史上的重大突破，它综合了晶态和非晶态软磁合金材料的优点，成为一种新型软磁合金材料，倍受世界各国的重视。

　　日本属能源紧缺国家，所以对发展节能、保护环境的产品十分重视。为了落实或完成 “京都协议”所规定的温室气体减排指标，日本采取的主要措施为：

　　（1）2000年公布了新的取向硅钢国家标准（JISC2553—2000），新标准的特点是纳入了0.23mm厚的磁畴细化高取向硅钢ZDKH和ZDMH两个品种，其损耗远低于常规取向硅钢的损耗值，损耗最小的牌号23R085的损耗值为：P17/50≤0.85w/kg。

　　（2）2001年日本把“超高效节能变压器”纳入“节能法特定机器（顶级运行型变压器）范畴”；并于2002年推出了“顶级运行型变压器”的能源消费效率目标基准值及实施要求，其行业新标准为：油浸式变压器JEM1482，干式变压器JEM1483，，并要求2006年4月油浸式变压器达标，　　2007年4月干式变压器达标。

　　例如，三相50Hz 500KVA油浸式配电变压器的“总损耗目标基准值”不得超过1370W；而现行同规格的硅钢配电变压器JISC4304和JEM1474的总损耗值分别为2459W和1815W，为目标基准值的179%和132%；磁畴细化高取向硅钢配电变压器的总损耗值为993W，仅为目标基准值的72%；铁基非晶态合金做铁芯的配电变压器，其总损耗值分别为982W（标准型）和693W（超高效型），仅为目标基准值的71%和50 %。

　　这样以来日本现行的硅钢配电变压器（JISC4304-1999、JEM1474-2000等）均不能达到“总损耗目标基准值”要求，而只有用磁畴细化高取向硅钢和铁基非晶态合金做铁芯的超高效节能配电变压器才能达到要求。这就为日本大力推广应用非晶节能产品创造了良好的环境和条件。预计到2010年日本的超高效节能配电变压器的数量将达到1000万台，其中非晶配电变压器的数量将占1/3。

　　另外，日本经济产业省还拨款数十亿日元开发超低损耗的配电变压器铁芯新材料，这种新材料属于具有高饱和磁感的铁基纳米晶软磁合金类，它的损耗仅为现用硅钢的1/10，是铁基非晶态合金材料的1/2，其节能效果将更加显著。

　　日立金属2003年以5000万美元收购了美国Honeywell公司的非晶事业部，包括Conway厂两条万吨级生产线、印度Gurgaon铁芯厂、日本NAMCO公司50%股份、上海置信公司的60%股份以及专利技术商标、360名员工和80%的用户等。

　　日立金属在收购Honeywell公司非晶事业部后，继续研发配电变压器铁芯用的非晶态合金材料，并于2005年公布了饱和磁感更高的新型非晶合金材料专利，牌号为Metglas2605HB1，用于替代现行的非晶合金牌号Metglas2605SA1，目前已在中国申请了两项新材料专利，正在审批之中。

　　目前，日立金属正计划再投资4200万美元，把非晶态合金材料的生产能力由目前的2.2万吨提高到5.2万吨，新工厂应在今年初完成投产。

可以讲今天的日本，已成为非晶态合金材料和纳米晶软磁合金材料研发、生产和应用的世界大国。

四、中国

　　中国自上世纪七十年代后期开始研发非晶态合金材料及技术，并于九十年代研发纳米晶软磁合金材料，发展很快；安泰科技公司已公布，其具有3000吨铁基非晶态合金带材的生产能力，和具有1500吨铁基纳米晶软磁合金带料的生产能力。就国内而言，用于制造配电变压器的非晶态合金带材，其大规模工业化生产的关键技术尚没有重大突破，所以中国非晶态合金产业目前基本上局限在电子材料和电子工业的应用方面。

　　中国对发展节能环保的非晶态合金产业非常重视。由于中国的冷轧取向硅钢产量严重不足以及电力紧缺，曾考虑发展非晶态合金材料以弥补取向硅钢的部分不足和节约能源。于是自1984年开始，就与美国Honeywell公司谈判在中国合资合作发展非晶态合金产业。2003年中方派出以安泰科技与宝钢联合组建的大型赴美代表团，与Honeywell公司进行最终谈判，并达成中方全盘收购Honeywell公司Metglas业务的协议。与此同时，日本日立金属公司也在与Honeywell公司谈判Metglas业务的并购事宜。但Honeywell公司考虑到非晶态合金属于高新技术，如出售给中国将会在美国审批机构遇到困难，因而Honeywell公司最终决定把Metglas业务出售给日立金属公司。

Honeywell公司的这一举措，无疑使中国发展非晶态合金产业规划受挫。不过，2006年下半年，安泰科技公告将定向增发6000万股，预计募集资金4亿元，主要投向万吨级先进的非晶节能材料。该项目将分两个阶段进行：“一期工程依托现有技术基础，2007年达到年产1万吨铁基非晶态合金带材规模；二期工程将在一期工程基础上全面提升技术，2008年实现年产4万吨铁基非晶态合金带材规模。”最终于2010年达到10万吨的生产能力。

　　为推动中国非晶产业的发展，安泰科技与北京中机联供非晶科技公司（简称北京中机）等九家单位合作，签署了《非晶配电变压器产业发展战略合作协议》，目的是大举进入配电变压器市场，以打破非晶态合金带材完全由发达国家垄断的局面。  

　　上海置信电气公司参股的“日港置信公司”，具有年产3000-4000吨非晶配电变压器铁芯的生产能力，其产品基本上直接供给置信电气公司，以满足其3000-4000台500KVA非晶配电变压器的生产需求。“日港置信公司” 是目前国内最大的非晶配电变压器铁芯生产企业，为中国非晶配电变压器产业的发展发挥了积极作用。
    2005年北京中机与日本NAMCO公司协议，在中国大陆地区独家代理销售非晶态合金带材；与此同时，该公司还与日立金属公司签订长期供应非晶态合金带材协议，用于生产非晶配电变压器铁芯；该公司目前已建成6条非晶铁芯生产线，形成了年产3000吨的生产能力（一期工程），二期工程也已进入准备阶段，计划形成年产5000吨的生产能力，以年产1万吨为目标的三期工程也在考虑之中。这无疑会加速中国推广应用节能非晶态合金材料的步伐。

　　由于国内已有两家非晶配电变压器铁芯生产厂（日港置信、北京中机），非晶配电变压器铁芯的供货量将会显著增加，再加上取向硅钢目前的价格居高不下，因而制造非晶配电变压器的厂家就会越来越多，似乎让人们看到非晶配电变压器的春天即将到来。

　　据悉，目前国内大多数变压器厂家，能够掌握非晶配电变压器的制造技术，并有40多个厂家拥有非晶配电变压器生产许可证，其中8家制造厂的年产量在千台以上。

　　另外，为配合《节约能源法》的实施，提高配电变压器的能源利用率、降低损耗，2006年国家正式发布了《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》国家标准（GB20052-2006）。新标准中有两个重要内容引人关注：

　　（1）2006年7月1日，三相配电变压器的能耗必须达到标准中规定的“能效限定值”，也就是说，必须满足现行S9型配电变压器损耗标准值；

　　（2）之后4年，2010年7月1日，三相配电变压器的能耗必须达到标准中规定的“目标能效限定值”，相当于S11型配电变压器损耗标准值。

新标准实施的目的是促进高效节能配电变压器的发展，这无疑对推广应用非晶态合金材料创造了良好的环境与条件。

五、几点体会 

1、就国内而言，发展非晶态合金产业具有现实意义：

　　国内电力紧张，取向硅钢严重短缺。虽然武钢公司技改工程后，取向硅钢的生产能力可达28万吨，但远不能满足国内市场需求，每年至少还有约30万吨左右的缺口需要进口；武钢虽是我国唯一能生产取向硅钢的厂家，但目前尚不能生产高效节能的磁畴细化取向硅钢，且短期内难以实现；再加上国家对“节能降耗指标”的要求越来越严，因而发展非晶态合金产业、推广应用高效节能非晶配电变压器具有现实意义。

2、取向硅钢价格居高不下，为推广非晶配电变压器提供了发展机遇：

　　国内外的研究结果得出了一个普遍可接受的结论：即非晶态合金带材的价格不能高于取向硅钢价格的2倍；非晶配电变压器的售价不能高于同类型硅钢配电变压器的1.3倍；在这种情况下，非晶态合金材料及配电变压器将会具有市场竞争力。

 　　 近几年来，取向硅钢的价格已从10000—15000元（RMB）/吨涨到30000—40000元/吨，最高可达42000元/吨，这给变压器厂带来极大的经营压力。

　　原先Honeywell公司非晶态合金售价为18000—20000元/吨（2.2—2.4美元/公斤），现在日立金属的非晶态合金售价为27000元/吨（RMB），非晶配电变压器铁芯的售价为35000—40000元/吨。

　　可以看出，非晶态合金的价格已经低于取向硅钢的价格，非晶配电变压器铁芯的价格也处于取向硅钢价格的偏上限范围，因而有理由认为，非晶配电变压器的制造成本将不会明显高于同类型硅钢配电变压器的成本，而且非晶配电变压器有着潜在的节能效果，这就使得非晶配电变压器的发展前景看好。 

3、发展非晶态合金产业，必须建立万吨级规模的生产线：

　　非晶配电变压器及铁芯的制造工艺技术，已不是制约我国非晶配电变压器发展的关键因素，而非晶态合金带材才是影响非晶配电变压器推广应用的关键所在。

可以认为，日立金属将会严格控制非晶态合金带材的制造或生产，而非晶态合金材料的推广应用，则是通过出售非晶态合金带材、非晶配电变压器铁芯以及建立非晶配电变压器铁芯厂来实现，因而建立在日立金属供料的基础上、来发展中国非晶配电变压器产业的前景不容乐观。

　　如果中国在非晶态合金带材大规模工业化生产的关键工艺技术没有突破，不能像Honeywell公司当年或当今日立金属那样建立万吨级规模生产线，中国大规模推广应用非晶态合金材料将会受阻，非晶态合金产业也将不会有大的发展，届时中国的非晶变压器厂家将集体为日立金属打工。令人高兴地是，安泰科技已在着手建立万吨级规模的生产线，计划今年完成1万吨规模，2008年达到4万吨的生产能力，如果安泰科技能够按期达标，这的确是一个了不起的成就，届时中国的非晶态合金产业将会与日立金属并列世界之最。

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