5.3 非晶合金产业的国内发展现状
我国非晶合金材料研究始于1976年,国家科委从“六五”开始连续6个五年计划均将非晶合金、纳米晶合金研究开发和产业化列入重大科技攻关项目。其中标志性的成果分别是:“七五”期间建成百吨级非晶合金带材中试生产线,带材宽度达到100mm;“八五”期间突破了非晶合金带材在线自动卷取技术,并建成年产20万只非晶铁芯中试生产线;“九五”期间,成立了国家非晶微晶合金工程技术研究中心,建成了千吨级铁基非晶合金带材生产线,带材宽度达到220mm,同时建成年产600t非晶配电变压器铁芯生产线。通过前4个五年科技攻关计划的实施,我国基本实现了非晶合金带材及制品产业化。在“十五”期间,纳米晶带材及其制品产业化开发又被列入重大科技攻关计划,国家给予重点支持,旨在推动纳米晶材料应用开发快速发展,满足电力电子和电子信息等高新技术领域日益增长的迫切需求。“十一五”期间,安泰科技的宽带生产技术取得突破性进展,142mm以上的宽型带材已初步实现规模化工业生产。2009年9月,安泰科技的首条万吨级生产线热试成功,顺利投产,后续3万吨的生产线也正式开工建设。2010年第二期3万吨生产线投产,安泰科技已经成为全球第二家能够大规模生产非晶带材的公司,正式宣告打破日立金属在此领域的垄断地位。“十二五”期间,安泰科技再增加6万吨产能,使总产能达到10万吨,实现了国产非晶带材在配变系统中的工程化应用。
截至目前,我国国产非晶带材不管是在市场还是技术方面都实现了全面超越,常规带材生产技术和产品质量均已达到国际先进水平。在国外目前只有美国和日本两个隶属于日本日立金属公司的两个非晶合金带材生产基地具备非晶合金带材产能。具体产能情况参见表5-1。
表5-1 全球非晶合金带材产能情况
国内主要的非晶合金带材制造企业大都具备材料及工艺的研发能力,如安泰科技股份有限公司、青岛云路先进材料技术股份有限公司等,他们通过自主研发,不断地改进和提升材料的制造工艺,改善和提高材料的品质,现在国产非晶合金带材的特性已超越美、日公司。截至2017年,国内非晶合金带材使用已经全部国产化。非晶材料近几年在国内市场的用量情况参见表5-2。
表5-2 非晶带材在国内市场的用量情况
在国际市场上,国产非晶合金带材及制品已远销北美、欧洲、东南亚等十多个国家和地区,质量受到客户的认可和好评。2018年国际市场的占有率在40%以上,完全打破了美、日企业的垄断局面。国内主要的两款1K101系列产品与国外同类材料特性的对比情况参见表5-3。
表5-3 国内外主要的非晶合金带材特性对比
我国非晶合金产业起步晚,但发展迅速,如今已成为全球最大的产业基地。非晶中国大数据中心显示:截至2019年底,我国配电用宽带企业有11家,设计产能35万吨;纳米晶企业240家,设计产能4.6万吨。非晶粉末企业6家,块体非晶企业11家,其他如母合金等关联配套企业100多家,基本上实现非晶合金产业全覆盖。安泰科技是我国非晶先驱企业,有雄厚技术沉淀;青岛云路非晶宽带、非晶粉末产量全球领先,非晶宽带M带材、纳米晶超薄带等关键技术和指标达到发达国家技术水平;中科毕普拉斯“弯道超车”,其纳米晶作为无线充电关键材料,供应到全球知名3C企业中;中研非晶、迪维乐普、大有等纳米晶全国知名。特变、置信、海鸿、中天伯乐大等非晶变压器质量得到国网肯定。华为、麦捷、顺络、云路、金川等非晶粉芯器件开始供应5G等新基建。块体非晶更是按了“加速键”,华为、宜安、台一、世竟、富驰、海金等实力雄厚。非晶涂层、3D打印等产业发展不断提升。
2012—2018年间,国产非晶带材累计销售约36万吨,支撑了70余万台非晶配电变压器的生产与挂网运行,行业规模由不足10亿吨提升到100亿吨以上,国内市场占有率由10%上升到95%(图5-11),全球市场占有率达到70%。
图5-11 国产非晶带材市场占有率
同时中国也逐渐成为世界非晶研发及产业最富有活力的地区。北京、广东、江苏、上海、浙江、山东、河南等地,均有国家或者省市级别非晶产业研究院或孵化基地,助力赋能产业发展。东莞松山湖材料实验室建立时间不长,在非晶合金产业基础应用研究取得显著成就。江苏、山东、广东、上海、河南、河北等地,均建有或者规划“非晶科技园区”“非晶特色小镇”,配套发展要素,疏通制约瓶颈,出台激励政策,服务非晶合金高质量发展。西安5G产业园,集聚了5G产业链上下游企业,非晶纳米晶企业直接和下游企业联合攻关,解决实际应用难题,快速对接市场,融入“新基建”。近年来,国际顶尖期刊不断发表我国非晶合金科技成果,显示出我国在该领域的制高点和话语权。