5.4　發展我國非晶合金產業的主要任務及存在的問題

　非晶合金產業的主要任務

非晶合金產業的主要任務是實現由非晶節能材料生產企業數量大國成為非晶節能材料產業強國的目標。非晶節能材料強國的主要標志是在全球非晶產業中居引導地位，在國際標準的制定上具有廣泛的參與度與話語權；掌握核心技術，具備關鍵合金配方、關鍵生產工藝和關鍵設備的研發和制造能力，擁有一批得到全球消費者認可的自主品牌；產品質量、產量規模、銷售額和盈利水平皆位居世界前列，高端產品占有相當的市場份額；綜合實力強，在產品設計、采購、制造、物流、營銷與服務價值鏈上皆具有較強競爭力；涌現一批擁有技術創新和管理創新能力，具備誠信、自尊、負責、開放與追求卓越價值觀的大型企業。

為實現由非晶節能材料企業數量大國成為產業強國的目標，我國非晶節能材料產業在技術創新和研發上面臨以下重點任務：

（1）加強技術創新能力建設

加大技術研發投入，完善以企業和研究機構為主體的技術創新體系，行業關鍵技術和共性技術要有新的突破，建立一批重點領域共性技術開發平臺，自主創新能力進一步增強，發明專利數量增加，工業設計和機械加工水平明顯提高。發展一批具有自主創新能力、擁有自主知識產權的企業。

未來5～10年，行業平均研發投入在銷售收入中的比重達到3%～5%；擁有10個以上的國家認定的技術中心；全行業在主要產品及關鍵部件上的發明專利擁有量年均增長8%。涌現一批技術帶頭人。

（2）重點開發高品質非晶節能材料配方

加大材料配方研發投入，以產業化生產和推廣為目的，開發新型高性能非晶節能材料配方。針對非晶節能材料不同應用領域對飽和磁感應強度、磁導率、矯頑力、鐵損、磁致伸縮系數、居里溫度、磁性的頻率特性和溫度特性等性能要求，以及目前生產設備的工藝性要求，開發適合產業化規模生產并具有優異性能的非晶節能材料配方，取代目前大規模使用的知識產權已過期的非晶節能材料配方。

未來5～10年，形成一系列覆蓋所有非晶合金應用領域、具有完全自主知識產權和市場競爭力的非晶合金配方。

（3）積極推進非晶節能材料生產和檢測設備研發

組織專業技術人員，積極推進非晶節能材料生產和檢測設備研發，通過理論分析和實驗研究，不斷提高設備的設計合理性、制造加工精度、工藝參數穩定性。提高設備的自動化水平，完善實時監測和在線調整裝備，提高其監測精度和控制水平，降低人為因素對生產工藝的影響。突破超薄非晶節能材料生產設備，提高寬幅非晶節能材料生產設備的技術水平和穩定性。

未來5～10年，突破超薄非晶節能材料生產設備，實現產業化規模生產；提高寬幅非晶節能材料生產設備的技術水平和穩定性，使其尺寸偏差、韌性、磁性和成品率達到國際先進水平。

（4）大力開發高品質非晶合金材料生產工藝和配套后續處理工藝

基于非晶合金配方的工藝性要求和設備技術水平，開展高品質非晶合金材料生產工藝和配套后續處理工藝研究。探索并優化原材料供應方式、母合金熔煉工藝、制帶工藝、受帶工藝等，提高生產工藝的合理性，縮短生產周期，降低能耗。

（5）大力發展市場消費升級需求的產品

在電力電子行業不斷加速升級換代的大背景下，結合電力電子產品更新換代及對節能、高效化、小型化、高穩定的需求，開發實用化、多樣化、高性能、高能效、精細化的產品。

針對農網改造用非晶變壓器、非晶電動機和發電機、電感器等產品對節能和性能的要求，重點發展附加值高、市場空間大的高端產品。

（6）積極拓展新興非晶節能材料應用領域

結合技術開發能力和新型電力電子產品發展，積極拓展具有市場潛力的應用領域，包括傳感器、磁屏蔽材料等。

　非晶合金產業存在的問題

（1）設備整體水平低

安泰科技的核心生產設備為自行研發制造，經過多年的發展和經驗積累，具備較強的設備設計和加工能力。然而，受限于國內機械加工行業的整體水平，安泰科技的設備與國際領先水平的日立金屬還有一定差距。除安泰科技自行設計加工使用外，目前國內具備設計制造非晶節能材料專用生產設備的設備加工企業很少，且大多只能模仿加工簡易的非晶窄帶生產設備，技術力量薄弱。設備整體水平低極大地阻礙了中國非晶節能材料產業的發展。

（2）核心技術不成熟

非晶節能材料生產和應用涉及的合金技術很多，且這些技術分布在不同的領域，自主知識產權的合金配方設計技術、生產工藝設計技術、材料應用技術等關鍵技術都與國際先進水平存在較大差距，限制了中國非晶節能材料產業的發展。

（3）產學研結合不緊密

目前，除安泰科技外，國內具備非晶節能材料獨立研究能力的企業不多，中國非晶節能材料的研究主要集中在大學和研究所等科研機構。由于產學研結合不緊密，多數科研機構的研究都偏重理論和基礎科學問題研究，開展實用化技術研究的單位較少，造成科學研究與生產脫節，專業技術人員培養欠缺。

（4）企業規模小，自主創新能力欠缺

由于多數國內非晶節能材料生產企業的規模較小，企業在技術方面的投入有限，均缺乏自主創新能力。

（5）銷售渠道不夠豐富

由于非晶節能材料產業缺乏規范的產品質量標準，非晶節能材料和用戶間的聯系不夠緊密，很多應用領域剛剛起步等原因，非晶節能材料的銷售渠道還不夠豐富。

（6）配套應用技術不成熟

非晶節能材料的潛在應用領域很多，各應用領域都對磁芯的設計和加工方式提出了不同的要求，需針對性開發設計和加工技術。目前，國內非晶節能材料的應用技術不夠成熟，直接影響了非晶節能材料的市場推廣速度。

（7）根據用戶需求提供對口材料種類能力差

非晶節能材料的應用領域很多，且各應用領域和工作環境對非晶節能材料的磁性能等要求不同，目前非晶節能材料在不同領域應用的性能要求研究不夠深入，根據用戶需求提供對口材料種類能力差。

　非晶合金產業鏈上的主要技術壁壘

根據前述對非晶節能材料產業鏈上涉及的關鍵技術領域、產業目標分析和研究現狀分析，非晶節能材料產業鏈上的主要技術壁壘如下：

（1）合金配方設計缺乏針對性和實用性

擁有自主知識產權和優異性能的合金配方是我國非晶節能材料產業向強國發展必須具備的條件之一。目前國內使用的合金配方大多為美國和日本在20年前開發的，雖無知識產權爭議，但是產品性能落后于國際領先水平。盡管國內外研究機構開展了大量的合金配方設計開發工作，形成了一大批文章和專利，軟磁性能包括飽和磁感應強度、磁導率、矯頑力、鐵損、磁致伸縮系數、居里溫度、磁性的頻率特性和溫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，但是目前國內外產業化規模生產的非晶軟磁合金材料配方依然主要是20年前美國開發的Metglass系列合金和日立金屬開發的Finemet系列合金。其原因主要是非晶節能材料產業化規模生產技術和應用技術不成熟，之前非晶節能材料產業化發展緩慢，導致實驗室研究和實際應用脫節，實驗室合金配方開發往往片面考慮提高其磁性能，而沒有顧及非晶形成能力、雜質敏感性、合金成分范圍等重要工藝性參數。

（2）非晶專用設備設計和加工技術欠缺

非晶節能材料的生產設備不同于傳統冶金設備，需要特殊設計和制造。由于各非晶設計加工企業技術力量薄弱、投入小、加工設備差、操作人員技術水平低等原因，目前具備設計制造非晶節能材料專用生產設備的企業很少。銅輥的跳動控制技術、銅套水路設計技術、銅輥精加工技術、噴嘴包設計技術、自動收帶系統設計技術等都與國際領先的日立金屬存在較大的差距。

（3）精密監測和控制裝置設計及加工技術欠缺

非晶節能材料生產過程中對工藝參數穩定性要求極高，實時監測和在線控制裝置是保證工藝參數穩定的前提條件。目前，除安泰科技自行設計加工的生產線外，國內的非晶節能材料生產線大多比較簡單，缺乏基本的監測和控制裝置，監測和控制大多靠生產工人的經驗。國內生產線的輥面實時修磨裝置、輥溫實時監測和在線控制裝置、噴嘴包液位實時監測和在線控制裝置、帶材厚度實時監測和在線控制裝置、鋼液溫度實時監測和在線控制裝置、輥嘴間距實時監測和在線控制裝置均存在缺少或測控精度不夠等問題。

（4）合金冶煉技術缺乏合理性和針對性

產業化規模生產非晶節能材料的母合金熔煉或二次重熔大多是在空氣或真空中使用感應熔煉進行的，熔煉溫度、熔煉時間、原料加入順序、擺放方法等都直接影響合金熔煉的均勻性、氧的引入量和合金元素的揮發量，不同合金配方對熔煉工藝的要求差別很大，國內目前比較缺乏針對不同非晶節能材料配方熔煉技術的系統研究。

（5）耐火材料選擇和加工技術薄弱

耐火材料是非晶節能材料生產的主要耗材，也是整個生產線的核心部件之一。熔煉和中間包坩堝用耐火材料的選擇直接影響鋼液中雜質的引入量和坩堝的使用壽命，噴嘴材質和加工直接影響單爐產量、帶材最大寬度和噴嘴的更換頻率，噴嘴的更換頻率決定生產效率。目前國內的耐火材料選擇和加工技術薄弱，尤其是噴嘴的材質和加工極大地限制了非晶節能材料產業的發展。

（6）原材料雜質含量評價和遴選技術薄弱

不同的合金體系對于雜質的敏感性和容忍度是不同的，國內非晶節能材料產業缺乏對于雜質含量的系統全面研究。

（7）生產工藝設計技術薄弱

由于大部分非晶節能材料生產企業技術力量薄弱，在技術研發方面投入有限，除安泰科技以外，大部分企業不具備根據設備狀況和合金配方特性調整生產工藝參數的能力。

（8）非晶節能材料應用選擇和熱處理工藝設計技術薄弱

非晶節能材料應用選擇涉及非晶節能材料和電力電子器件兩個領域，且非晶節能材料和電力電子器件的種類都非常多，因此正確選擇非晶節能材料就成了一件非常重要而且困難的工作，受限于國內了解非晶節能材料和電力電子器件的綜合人才的欠缺，非晶節能材料產業整體的應用選擇技術實力比較薄弱，這也很大程度上限制了產業的發展。非晶節能材料種類多樣，且新型非晶節能材料配方和熱處理工藝不斷發展，要求熱處理工藝設計技術不斷發展。

（9）磁芯配套的設計加工技術發展滯后

非晶節能材料熱處理后呈脆性且應力敏感、硬度高，對磁芯的設計加工技術要求較高，非晶節能材料制造磁芯的設計加工技術發展滯后也很大程度上限制了產業的發展。