5.4　发展我国非晶合金产业的主要任务及存在的问题

　非晶合金产业的主要任务

非晶合金产业的主要任务是实现由非晶节能材料生产企业数量大国成为非晶节能材料产业强国的目标。非晶节能材料强国的主要标志是在全球非晶产业中居引导地位，在国际标准的制定上具有广泛的参与度与话语权；掌握核心技术，具备关键合金配方、关键生产工艺和关键设备的研发和制造能力，拥有一批得到全球消费者认可的自主品牌；产品质量、产量规模、销售额和盈利水平皆位居世界前列，高端产品占有相当的市场份额；综合实力强，在产品设计、采购、制造、物流、营销与服务价值链上皆具有较强竞争力；涌现一批拥有技术创新和管理创新能力，具备诚信、自尊、负责、开放与追求卓越价值观的大型企业。

为实现由非晶节能材料企业数量大国成为产业强国的目标，我国非晶节能材料产业在技术创新和研发上面临以下重点任务：

（1）加强技术创新能力建设

加大技术研发投入，完善以企业和研究机构为主体的技术创新体系，行业关键技术和共性技术要有新的突破，建立一批重点领域共性技术开发平台，自主创新能力进一步增强，发明专利数量增加，工业设计和机械加工水平明显提高。发展一批具有自主创新能力、拥有自主知识产权的企业。

未来5～10年，行业平均研发投入在销售收入中的比重达到3%～5%；拥有10个以上的国家认定的技术中心；全行业在主要产品及关键部件上的发明专利拥有量年均增长8%。涌现一批技术带头人。

（2）重点开发高品质非晶节能材料配方

加大材料配方研发投入，以产业化生产和推广为目的，开发新型高性能非晶节能材料配方。针对非晶节能材料不同应用领域对饱和磁感应强度、磁导率、矫顽力、铁损、磁致伸缩系数、居里温度、磁性的频率特性和温度特性等性能要求，以及目前生产设备的工艺性要求，开发适合产业化规模生产并具有优异性能的非晶节能材料配方，取代目前大规模使用的知识产权已过期的非晶节能材料配方。

未来5～10年，形成一系列覆盖所有非晶合金应用领域、具有完全自主知识产权和市场竞争力的非晶合金配方。

（3）积极推进非晶节能材料生产和检测设备研发

组织专业技术人员，积极推进非晶节能材料生产和检测设备研发，通过理论分析和实验研究，不断提高设备的设计合理性、制造加工精度、工艺参数稳定性。提高设备的自动化水平，完善实时监测和在线调整装备，提高其监测精度和控制水平，降低人为因素对生产工艺的影响。突破超薄非晶节能材料生产设备，提高宽幅非晶节能材料生产设备的技术水平和稳定性。

未来5～10年，突破超薄非晶节能材料生产设备，实现产业化规模生产；提高宽幅非晶节能材料生产设备的技术水平和稳定性，使其尺寸偏差、韧性、磁性和成品率达到国际先进水平。

（4）大力开发高品质非晶合金材料生产工艺和配套后续处理工艺

基于非晶合金配方的工艺性要求和设备技术水平，开展高品质非晶合金材料生产工艺和配套后续处理工艺研究。探索并优化原材料供应方式、母合金熔炼工艺、制带工艺、受带工艺等，提高生产工艺的合理性，缩短生产周期，降低能耗。

（5）大力发展市场消费升级需求的产品

在电力电子行业不断加速升级换代的大背景下，结合电力电子产品更新换代及对节能、高效化、小型化、高稳定的需求，开发实用化、多样化、高性能、高能效、精细化的产品。

针对农网改造用非晶变压器、非晶电动机和发电机、电感器等产品对节能和性能的要求，重点发展附加值高、市场空间大的高端产品。

（6）积极拓展新兴非晶节能材料应用领域

结合技术开发能力和新型电力电子产品发展，积极拓展具有市场潜力的应用领域，包括传感器、磁屏蔽材料等。

　非晶合金产业存在的问题

（1）设备整体水平低

安泰科技的核心生产设备为自行研发制造，经过多年的发展和经验积累，具备较强的设备设计和加工能力。然而，受限于国内机械加工行业的整体水平，安泰科技的设备与国际领先水平的日立金属还有一定差距。除安泰科技自行设计加工使用外，目前国内具备设计制造非晶节能材料专用生产设备的设备加工企业很少，且大多只能模仿加工简易的非晶窄带生产设备，技术力量薄弱。设备整体水平低极大地阻碍了中国非晶节能材料产业的发展。

（2）核心技术不成熟

非晶节能材料生产和应用涉及的合金技术很多，且这些技术分布在不同的领域，自主知识产权的合金配方设计技术、生产工艺设计技术、材料应用技术等关键技术都与国际先进水平存在较大差距，限制了中国非晶节能材料产业的发展。

（3）产学研结合不紧密

目前，除安泰科技外，国内具备非晶节能材料独立研究能力的企业不多，中国非晶节能材料的研究主要集中在大学和研究所等科研机构。由于产学研结合不紧密，多数科研机构的研究都偏重理论和基础科学问题研究，开展实用化技术研究的单位较少，造成科学研究与生产脱节，专业技术人员培养欠缺。

（4）企业规模小，自主创新能力欠缺

由于多数国内非晶节能材料生产企业的规模较小，企业在技术方面的投入有限，均缺乏自主创新能力。

（5）销售渠道不够丰富

由于非晶节能材料产业缺乏规范的产品质量标准，非晶节能材料和用户间的联系不够紧密，很多应用领域刚刚起步等原因，非晶节能材料的销售渠道还不够丰富。

（6）配套应用技术不成熟

非晶节能材料的潜在应用领域很多，各应用领域都对磁芯的设计和加工方式提出了不同的要求，需针对性开发设计和加工技术。目前，国内非晶节能材料的应用技术不够成熟，直接影响了非晶节能材料的市场推广速度。

（7）根据用户需求提供对口材料种类能力差

非晶节能材料的应用领域很多，且各应用领域和工作环境对非晶节能材料的磁性能等要求不同，目前非晶节能材料在不同领域应用的性能要求研究不够深入，根据用户需求提供对口材料种类能力差。

　非晶合金产业链上的主要技术壁垒

根据前述对非晶节能材料产业链上涉及的关键技术领域、产业目标分析和研究现状分析，非晶节能材料产业链上的主要技术壁垒如下：

（1）合金配方设计缺乏针对性和实用性

拥有自主知识产权和优异性能的合金配方是我国非晶节能材料产业向强国发展必须具备的条件之一。目前国内使用的合金配方大多为美国和日本在20年前开发的，虽无知识产权争议，但是产品性能落后于国际领先水平。尽管国内外研究机构开展了大量的合金配方设计开发工作，形成了一大批文章和专利，软磁性能包括饱和磁感应强度、磁导率、矫顽力、铁损、磁致伸缩系数、居里温度、磁性的频率特性和温度特性等性能均在不同合金配方上取得了不同程度的突破，但是目前国内外产业化规模生产的非晶软磁合金材料配方依然主要是20年前美国开发的Metglass系列合金和日立金属开发的Finemet系列合金。其原因主要是非晶节能材料产业化规模生产技术和应用技术不成熟，之前非晶节能材料产业化发展缓慢，导致实验室研究和实际应用脱节，实验室合金配方开发往往片面考虑提高其磁性能，而没有顾及非晶形成能力、杂质敏感性、合金成分范围等重要工艺性参数。

（2）非晶专用设备设计和加工技术欠缺

非晶节能材料的生产设备不同于传统冶金设备，需要特殊设计和制造。由于各非晶设计加工企业技术力量薄弱、投入小、加工设备差、操作人员技术水平低等原因，目前具备设计制造非晶节能材料专用生产设备的企业很少。铜辊的跳动控制技术、铜套水路设计技术、铜辊精加工技术、喷嘴包设计技术、自动收带系统设计技术等都与国际领先的日立金属存在较大的差距。

（3）精密监测和控制装置设计及加工技术欠缺

非晶节能材料生产过程中对工艺参数稳定性要求极高，实时监测和在线控制装置是保证工艺参数稳定的前提条件。目前，除安泰科技自行设计加工的生产线外，国内的非晶节能材料生产线大多比较简单，缺乏基本的监测和控制装置，监测和控制大多靠生产工人的经验。国内生产线的辊面实时修磨装置、辊温实时监测和在线控制装置、喷嘴包液位实时监测和在线控制装置、带材厚度实时监测和在线控制装置、钢液温度实时监测和在线控制装置、辊嘴间距实时监测和在线控制装置均存在缺少或测控精度不够等问题。

（4）合金冶炼技术缺乏合理性和针对性

产业化规模生产非晶节能材料的母合金熔炼或二次重熔大多是在空气或真空中使用感应熔炼进行的，熔炼温度、熔炼时间、原料加入顺序、摆放方法等都直接影响合金熔炼的均匀性、氧的引入量和合金元素的挥发量，不同合金配方对熔炼工艺的要求差别很大，国内目前比较缺乏针对不同非晶节能材料配方熔炼技术的系统研究。

（5）耐火材料选择和加工技术薄弱

耐火材料是非晶节能材料生产的主要耗材，也是整个生产线的核心部件之一。熔炼和中间包坩埚用耐火材料的选择直接影响钢液中杂质的引入量和坩埚的使用寿命，喷嘴材质和加工直接影响单炉产量、带材最大宽度和喷嘴的更换频率，喷嘴的更换频率决定生产效率。目前国内的耐火材料选择和加工技术薄弱，尤其是喷嘴的材质和加工极大地限制了非晶节能材料产业的发展。

（6）原材料杂质含量评价和遴选技术薄弱

不同的合金体系对于杂质的敏感性和容忍度是不同的，国内非晶节能材料产业缺乏对于杂质含量的系统全面研究。

（7）生产工艺设计技术薄弱

由于大部分非晶节能材料生产企业技术力量薄弱，在技术研发方面投入有限，除安泰科技以外，大部分企业不具备根据设备状况和合金配方特性调整生产工艺参数的能力。

（8）非晶节能材料应用选择和热处理工艺设计技术薄弱

非晶节能材料应用选择涉及非晶节能材料和电力电子器件两个领域，且非晶节能材料和电力电子器件的种类都非常多，因此正确选择非晶节能材料就成了一件非常重要而且困难的工作，受限于国内了解非晶节能材料和电力电子器件的综合人才的欠缺，非晶节能材料产业整体的应用选择技术实力比较薄弱，这也很大程度上限制了产业的发展。非晶节能材料种类多样，且新型非晶节能材料配方和热处理工艺不断发展，要求热处理工艺设计技术不断发展。

（9）磁芯配套的设计加工技术发展滞后

非晶节能材料热处理后呈脆性且应力敏感、硬度高，对磁芯的设计加工技术要求较高，非晶节能材料制造磁芯的设计加工技术发展滞后也很大程度上限制了产业的发展。