張默涵

　　11月10日，浙江省科技進步獎揭曉
，中科院寧波材料所研究員李潤偉牽頭完成的“高飽和磁感應強度低損耗納米晶軟磁材料關鍵技術及應用”xiangmuhuodeleyidengjiang，qichanpinchenggongshixianjinkoutidai。zheweishengengcicaiyingyonglingyudekeyangongzuozheduonianlaizhiliyufeijingqijiandeyanjiu，bingqudelexianzhuchengji。jinianqian，lirunweituanduizhibeichuyikuanshuzihuarouxingchujiaochuanganqi。zuoweizhinengkechuandaishebei

，gaichanpinjingduhelingmindugao，shenzhiketancedaowenzixinzangdetiaodong，shoudaoleshangjiaqinglai。zhezhongxiaoxinghua
、高靈敏度的磁傳感器在醫療、軍工、人工智能、地質勘探等眾多領域有巨大應用市場。

　　據介紹，這款磁傳感器裏使用了一種絲材作為磁敏材料，對該產品的高性能起到了非常關鍵的作用。這種絲材便是非晶態合金材料。

　　新特性：非晶磁材迎來新市場

　　feijingtaihejinyouchengyetaijinshu，huochengjinshuboli。renleifaxianzhegeqitecailiaojinyoujishinianshijian
，danqiyipingjiechuzhongdexingnengdedaokexuejiahechanyejiedegaoduzhongshi。

　　非晶合金硬度高、強度高，是理想的手機結構件材料。用非晶合金製備的華為折疊屏手機鉸鏈可折疊20萬次不變形。多年前，美國蘋果公司就布局了很多專利，如iPhone4嚐試用非晶合金做取卡針。特斯拉、凱迪拉克等高端汽車鎖扣拉手等也選用該材料。

　　當前，非晶合金在軟磁材料領域應用最為成功。在配電變壓器的使用中
，非晶鐵芯比矽鋼鐵芯節省75%~80%的空載損耗。以一台容量為400千伏安的一級能效變壓器為例，全生命周期內非晶變壓器節能達5.2萬千瓦時 ，是典型的節能環保材料。用非晶合金製作的磁材在新能源汽車、光伏、風力發電等領域被優先選擇。世界上很多國家也非常重視該材料的發展與應用。日前
，美國能源部提出
，2027年美國配電變壓器擬采用新標準
，幾乎所有按照新標準生產的變壓器鐵芯都將采用非晶合金。日本
、歐盟也倡導使用非晶變壓器為碳減排做貢獻。去年，我國工信部出台文件
，要求到2025年
，新增高效節能變壓器占比達到80%以上


，鐵基非晶合金成為最值得期待的材料。

　　非晶合金尚有部分特殊磁性能待開發與應用，很可能打開全新的市場。上世紀90年代初
，科學家發現非晶合金絲材巨磁阻抗（GMI）效應十分典型。巨磁阻抗是指材料的交流阻抗隨外加磁場顯著變化的現象。它是科學界研究的前沿，和其他磁傳感器比，具有小型化、更靈敏、更精準、更可靠等優點。

　　新賽道：產業已形成百億元規模

　　非晶絲材及其製備的器件為非晶合金領域帶來了全新“絲”路。

　　zaijunyonglingyu，feijingchanpinzhuyaozaicitanceshangfahuizhongyaozuoyong。zaixiandaizhanzhengzhong，gaojingdudajishiduiwuqidejibenyaoqiu。xiandaijunduiweigengjingzhundajimubiao
，yizaidaodan、火炮

、水雷等導航段安裝非晶傳感器。據了解，該產品在軍方磁導航、磁探測等領域應用廣、需求量大
，海外市場規模超過30億元/年。

　　在(zai)醫(yi)療(liao)行(xing)業(ye)，非(fei)晶(jing)產(chan)品(pin)目(mu)前(qian)最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)應(ying)用(yong)市(shi)場(chang)是(shi)電(dian)生(sheng)理(li)領(ling)域(yu)。當(dang)前(qian)，國(guo)內(nei)射(she)頻(pin)消(xiao)融(rong)手(shou)術(shu)的(de)數(shu)量(liang)逐(zhu)年(nian)增(zeng)長(chang)，僅(jin)中(zhong)國(guo)快(kuai)速(su)性(xing)心(xin)律(lv)失(shi)常(chang)患(huan)者(zhe)中(zhong)使(shi)用(yong)導(dao)管(guan)消(xiao)融(rong)治(zhi)療(liao)的(de)手(shou)術(shu)總(zong)量(liang)（不包含冷凍消融）就從2015年的11.7萬例增加到2020年的20.2萬例，複合年增長率為11.5%。預計到2024年，電生理手術量將達到45.0萬例
，年複合增長率為22.1%。作為必需耗材
，每台手術要消耗2根以上置有傳感器的導管，能帶動微型磁傳感器使用量大幅增長，預計僅國內就有超2億元/年的市場規模。

　　微型磁傳感器因其體積小、抗遮擋的特點，可廣泛應用於其它醫療及科研領域，如用於腫瘤學，可在組織活檢、抽液以及放療過程中跟蹤針尖位置
；用於脊柱外科，可幫助瞄準髓內釘遠端鎖定孔；也可用於跟蹤內窺鏡、腹腔鏡的位置和姿態，以及超聲影像融合等，具有十分廣闊的市場前景。據醫療行業的資深人士透露
，僅非晶微型磁傳感器在腫瘤穿刺、鼻飼管方麵的需求
，2022年國內就有超過3億元的市場規模。有資料顯示，我國磁傳感器市場規模高達近400億元/年
，弱磁傳感器有近百億元/年。

　　新認識：絲材製備尚需沉澱和積累

　　非晶合金絲製備技術、生產工藝門檻較高，有水紡法
、泰勒法等製備方式。並且，傳感器用途方向不同，對絲材要求也不一樣。目前
，日本、以色列等少數國家製備非晶合金絲材技術較為成熟
，且海外對高質量非晶合金絲材嚴格管控，如日本鈷基非晶合金裸絲嚴格限製出口。

　　早在上世紀90年代
，我國包頭稀土研究院科研工作者便開始研發、製(zhi)備(bei)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)絲(si)
，並(bing)取(qu)得(de)較(jiao)大(da)進(jin)展(zhan)。近(jin)年(nian)來(lai)，在(zai)市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)的(de)推(tui)動(dong)下(xia)，非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)絲(si)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)備(bei)水(shui)平(ping)不(bu)斷(duan)提(ti)升(sheng)，非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)絲(si)製(zhi)備(bei)路(lu)徑(jing)和(he)方(fang)式(shi)也(ye)不(bu)斷(duan)取(qu)得(de)新(xin)的(de)突(tu)破(po)。在(zai)國(guo)內(nei)相(xiang)關(guan)協(xie)會(hui)和(he)科(ke)研(yan)單(dan)位(wei)推(tui)動(dong)下(xia)
，國(guo)內(nei)從(cong)事(shi)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)絲(si)研(yan)發(fa)和(he)製(zhi)備(bei)的(de)科(ke)研(yan)單(dan)位(wei)有(you)18家左右，有近10家企業從事相關生產研發。中國電器工業協會非晶合金材料應用分會（下稱非晶分會）為了促進非晶合金絲產業鏈形成，2021年、2022年nian連lian續xu舉ju辦ban了le兩liang次ci非fei晶jing合he金jin絲si材cai和he傳chuan感gan技ji術shu研yan討tao會hui，邀yao請qing國guo內nei外wai專zhuan家jia和he企qi業ye共gong同tong交jiao流liu和he研yan討tao，對dui推tui動dong我wo國guo非fei晶jing合he金jin絲si材cai產chan業ye發fa展zhan做zuo出chu重zhong要yao貢gong獻xian。

　　但我國相關裝備製造和先進國家相比還存在差距。非晶分會負責人介紹，目前國內企業製備非晶合金絲的方式有3種~4種。近年來，非晶合金絲材質量有了明顯進步

，但和發達國家比，還存在著連續性不夠、均勻性不好、性能不穩定、一致性較差等進步空間。缺少高質量的非晶合金絲材
，對於高精度傳感器來說，難以快速形成大批量、高穩定的市場。

　　這位負責人同時介紹，為了提高我國在相關方麵的製備和應用開發水平，非晶分會將於今年11月29日在深圳舉辦第三屆非晶合金絲材等磁敏材料和傳感技術研討會
，邀請行業專家、企業代表等就行業發展的痛點堵點進行分析研討
、出謀劃策
，推動非晶合金產業發展進入新賽道。

　　此外，高質量發展需要高標準牽引。去年，中科院寧波材料所牽頭，非晶分會協同，開展了非晶合金絲國家標準的製定工作
，有21家科研單位參與。

　　《中國冶金報》（2023年11月22日 03版三版）