1前言
自从20世纪60年代年Duwez教授等人发明液态金属快淬技术制取非晶合金以来，美国、日本、德国、前苏联和中国等相继开展非晶合金的研究工作，并在20世纪70~80年代形成非晶合金研究开发的第一次热潮。由于非晶合金制备工艺简单独特、材料性能优异等显著优点，应用范围不断扩大，四十多年来一直是冶金和材料领域的研究热点之一。尤其在1988年日本Yashizawa教授等人在非晶化的基础上发明了纳米晶软磁合金，从而开创了软磁材料的新纪元，大大促进了非晶材料制备设备、工艺技术的发展和材料开发应用，也推动了非晶产业的发展。
国内非晶产业的现状是安泰科技一马当先，开发技术、产品和市场，多家中小企业利用各自的优势，跟随其后开发各自优势产品，推广应用，共享市场的格局。2004年是非晶产业历史上最好的一年，受国内电力工业发展、电子行业需求增加，镍价上涨引起坡莫合金系高性能磁性材料价格上扬以及硅钢产品需大于供等市场需求的影响，给具有优异软磁性能的非晶合金材料带来良好的商机。非晶合金的生产企业在大力开发产品、扩大应用市场、获得良好经济效益和社会效益的同时，也努力练好内功，不断改进技术工艺和装备，以期进一步扩大产品的应用市场，提高产品的技术质量水平，从而满足现代电子技术发展的需要。
随着现代电子技术的发展，非晶合金材料的应用市场将会不断扩大，尤其是促使今年非晶产业快速发展的各种市场因素继续存在，将会继续给非晶合金材料尤其磁性材料带来良好的发展机遇。
2非晶产业的历史简述
我国非晶合金材料研究工作开始于20世纪70年代中期，80~90年代国家科委、原冶金部等组织钢铁研究总院（转制企业为安泰科技）、上海钢铁研究所（转制企业为上海安泰至高）以及有关高校院所进行多次联合科技攻关，使我国非晶材料产业从无到有、从小到大，逐渐发展成为非晶合金研究开发生产的大国。尽管我们的制带设备和工艺技术的自动化、现代化程度与国外先进设备技术相比，还存在一定差距，但这些独立自主开发的工装设备技术在我国非晶合金产业化中发挥了很大的作用。二十多年来，我国的冶金材料工作者在非晶带材生产设备方面研制出实验室制带机组、中试生产线、年产百吨级非晶带材生产线及年产千吨级非晶带材生产线；目前又自主开发高精度、高质量非晶合金薄带生产线。在材料及应用方面开发出多种非晶纳米晶软磁材料、非晶钎焊材料、非晶催化材料、建筑用快淬材料及非晶纳米晶传感材料等；并研究开发出各种各样的非晶纳米晶铁心器件，应用在电子工业、电力电子技术以及国防军工电子产品中，还研究了用于电力工业的非晶配电变压器。
国内具有完整非晶合金生产线的生产企业主要是安泰科技股份有限公司（包括上海安泰至高非晶金属有限公司）、首钢冶金研究院、江西大有、上海爱晨、北京冶科、珠海格润等，此外就是若干生产规模不大、品种相对较少的民营或集体企业；还有一些购买带材加工制作非晶磁性器件的企业，生产规模有限。但在这些企业中，只有安泰科技股份有限公司真正受到国家大力支持并具有完整研究开发技术队伍，其他单位的技术进步则是紧跟其后，主要在工艺技术设备的改进提高和产品的应用开发。
3非晶合金的生产设备及工艺技术概况
非晶合金材料的生产由于其冷却速度高达106℃/S，必需采用独特的冷却方式才能实现。目前大量应用的铁基纳米晶合金材料也是在非晶合金的基础上通过特殊的热处理工艺技术使之部分晶化形成的，因此快淬技术制备非晶带材的生产设备及工艺技术是整个非晶产业的重中之重。安泰科技的千吨级非晶带材生产线采用类似于日立金属的生产工艺流程，配有自动控制和带材自动在线卷取（如图1 所示），该设备技术水平高，自动化程度高，所需投资费用同样高，适合于大规模的生产。
由于国内非晶合金品种、技术水平、市场价格及生产规模等因素制约，类似于图1所示的自动化生产线除了技术问题外，也不太适合我国国情，因而大部分生产设备还是自主开发没有在线卷取设备的单包、二包、三包法制带机组，如图2所示（三包法），该设备简单实用，工艺流程短，自动化程度不如前者。但近年来这类设备的技术进步不小，保护气氛的使用，减少钢液的成分波动和氧化；钢液测温和液位监测控制技术应用，大大有利于带材质量一致性；冷却辊结构的改进，冷却辊材质的提高，辊径改变，移辊技术运用，辊面的修磨保护及冷却介质的技术处理等，这些看似微不足道的小改小弄，对非晶带材的质量性能提高、非晶产品的开发应用及推进非晶产业的发展作用很大。安泰科技以此设备原理为基础，自主开发高精度非晶薄带生产线，可以生产剪切的铁基纳米晶带材，质量性能达到国外带材的水平；大有科技通过技术进步和精心操作，利用小型设备生产用于可饱和电感器和磁放大器铁心的铁基纳米晶和钴基非晶带材，小于25mm带材厚度相当均匀一致，加工的铁心产品质量较稳定；珠海格润的石英玻璃替代以往的BN加工成喷嘴，保证喷嘴缝隙的尺寸稳定，大大延长喷嘴的使用寿命；上海爱晨等民营企业通过对制带机组的改进，获得质量不错的带材，加工的电力互感器铁心占空系数≥0.78，确实是不可小视。
4非晶合金材料的产品开发及应用
非晶合金材料的产品开发及应用是推动非晶产业发展的源动力，没有良好的应用市场，就不可能去研究开发新材料、新产品、新工艺，拓展非晶产业。快淬技术制备的非晶和非晶晶化的纳米晶合金材料，尤其是非晶纳米晶软磁材料，是非晶产业的主要应用产品，估计2004年的带材产量达到1000吨历史最好水平。非晶合金产品应用，一般先制成非晶薄带，再加工成各种各样的磁性器件，广泛应用于电力、电子工业领域，图3归纳了非晶纳米晶合金在国内的应用情况。
从图3表明的应用领域可以看出，非晶合金的产品都是应用在热点市场。在电力互感器和漏电开关互感器类铁心方面，电力的紧张引发了国内新一轮电力建设以及西部大开发中的西电东送带来输配电网及相关设施的建设，用于电力计量的各种精密电流互感器是电网中必不可少的器件，最大铁心外径达800mm，单只重量有百公斤以上；房地产市场的火暴和电子电器产品的安全保护需要，漏电开关产品随之获得良好的商机，这两种铁心至少消耗掉非晶带材产量的40%以上。
电感器方面，变频技术在空调和冰箱上的广泛应用，增加了用作滤波电感器的铁基非晶合金开口铁心和用作共模电感的低Br的FeCuNbSiB的应用市场，前者不仅铁心的磁导率达到150以上、满足电器产品的直流叠加需要，而且具有良好的频率特性和温度特性；后者是类似于VAC公司500F不同于典型的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的铁基纳米晶合金，初始磁导率不太高，但高频性能好，适合共模电感的高频特性需求，作者曾随机抽取两材料的铁心产品进行频率特性测试对比，结果如表1所示，可以明显看到低Br的FeCuNbSiB的应用频率优势。用于可饱和电感和磁放大器的铁基纳米晶合金和钴基非晶铁心产品数量增加，质量性能大有提高，大有科技的这两种磁心样品的测试结果如表2所示，与剪切带材加工的铁心性能差距不大，表明普通单辊法制备带材的性能指标确实不错。
在变压器方面，尽管今年矽钢材料价格成倍上涨和电力紧张，但非晶配电变压器的发展似乎不尽人意，也许是电力变压器用非晶材料主要靠进口缘故；国内主要开发大功率开关电源、逆变电源用变压器及各种开关电源变压器用铁心产品，值得注意的是在中高频电源上应用开发，替代可控硅晶闸管，整个电源只需风冷，不再需要水冷，既节约能源，又使操作更加方便。
5 2005年的展望
2004年是非晶合金材料全面发展的一年，生产能力的成倍增加，技术工艺的不断进步，新产品开发力度加大，坡莫合金价格上涨及矽钢涨价且短缺等都给非晶产业带来发展的良机，这些利好因素将继续在2005年发挥作用。作者认为在新的一年里，非晶行业会借今年的发展强势，再上一个台阶，除了今年业已形成良好市场的产品外，还可在以下几个方面开发产品，拓展应用，寻找商机：
5.1非晶电力变压器铁心
国内电力的紧张世态、取向矽钢的价格已上涨1倍多，以往矽钢电力变压器与非晶电力变压器相比的价格优势将消失、房地产中的独立小区和别墅发展以及与2008年奥运会和2010年世博会有关的城市改造等都会推进非晶电力变压器的应用，尽管非晶电力变压器铁心技术比较成熟，但非晶变压器制造技术工艺并非为所有变压器制造企业掌握，还需要一些时间。
5.2．共模电感及抗EMI器件
中国电子电器产品的3C认证虽然已开始，但强制的力度还不够大，明年会加大对空调等产品的强制认证及变频空调、冰箱等产品大量应用，共模电感及抗EMI器件的市场不可小视，作者认为选用低Br的FeCuNbSiB纳米晶合金比典型的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的纳米晶合金更为合理。
5.3．铁基非晶合金的电感器件
利用部分晶化法将铁基非晶合金材料开发成无间隙宽恒导电感器件广泛用作抗噪音干扰器件和小电流电感器件，国内汽车工业和带开关电源电子电器产品的快速发展，将会给这类电感器件带来应用市场。铁基非晶合金环形开口铁心用作滤波电感，性价比高，适作变频空调和冰箱等电子电器产品的变频控制系统的滤波电感，市场前景值得关注。
5.4．电度表用磁性器件
电子式电度表用的精密电流互感器坡莫合金铁心受价格原因正在被铁基纳米晶材料替代，类似于VAC6150材料制作的电表用抗直流分量的电感器件市场也令非晶行业关注。
5.5．非晶合金粉末及粉末制品
纳米科学技术的发展，大大促进非晶粉末的制备技术进步，既可用目前的快淬技术制备片状粉末，再加工细化，获得所需粒度的粉末，也可借助其他的快速凝固方法来加工非晶粉末。另外国内半自动化制备非晶带材的工艺技术不可避免的会带来质量不好的带材和废带，这些带材存在会促使非晶粉末及其制品开发应用，用作电感器件的磁粉心产品已引起行业的重视。

参考文献(略)