非晶合金材料的市场前景_河北非晶合金价格多少
1.什么是非晶态合金?
2.S11-MR于SH15变压器的区别,谁能告诉我
3.非晶态合金的性能有哪些,未来有什么研究方向
4.非晶态合金的相关问题
非晶态合金的出现,给高新技术产业带来了材料上的重大变革,它的发展和应用可带动一批相关领域的技术进步和协同发展。
非晶态合金在电子技术领域,具有高效、高导磁、低损耗等优异的物理性能,这样就有力地促进了电子元器件向高效、高频、节能、小型化方向的发展,并且可以部分替代传统的硅钢、坡莫合金和铁氧体等材料。我们可以预测,在未来的电子技术领域中,非晶态合金将会占据十分重要的位置。
如果在电力技术中用这种非晶态合金,可以让它成为铁芯材料的配电变压器,它的空载损耗可比同容量的硅钢芯变压器减少60%~80%。通过使用这种变压器,每年可节约将近50×10^9KWH的空载损耗,节能产生的经济效益也是非常可观的。它在减少电力损耗的同时,也降低了发电的燃料损耗,从而减少了诸如CO2、SO2、NOx等有害气体的排放量。所以说,非晶态合金也是一种绿色的环保材料。
什么是非晶态合金?
精密合金 precision alloy
具有特殊物理性能(如磁学、电学 、热学等性能)的金属材料。用于制造电子、电工器件、精密仪器和仪表等。
通常包括磁性合金(见磁性材料)、弹性合金、膨胀合金、热双金属、电性合金、贮氢合金(见贮氢材料)、形状记忆合金、磁致伸缩合金(见磁致伸缩材料)等。
此外,实际应用中也常把一些新型合金划入精密合金的范畴,如阻尼减振合金、隐身合金(见隐身材料)、磁记录合金、超导合金、微晶非晶合金等。
精密合金是指具有特殊物理性能的合金。[1]它是电气工业、电子工业、精密仪表工业和自动控制系统中不可缺少的材料。
精密合金按其不同的物理性能又分为7类,即:软磁合金、变形永磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双金属、电阻合金、热电隅合金。
绝大多数精密合金是以黑色金属为基的,只有少数是以有色金属为基的。
参考:
磁性合金包括软磁合金和硬磁合金 (又称永磁合金)。前者矫顽力低(<800A/m),后者矫顽力大(>104A/m)。常用的有工业纯铁、电工钢、铁镍合金、铁铝合金、铝镍钴系合金、稀土钴系合金等。
热双金属是不同膨胀系数的两层或两层以上的金属或合金沿整个接触面彼此牢固结合而构成的复合材料。高膨胀合金作主动层,低膨胀合金作被动层,中间可加入夹层。随温度的变化热双金属可发生弯曲,用于制造热继电器、断路器、家用电器启动器及化学工业和动力工业用的液体、气体控制阀等。
电性合金包括精密电阻合金、电热合金、热电偶材料和电触头材料等,广泛用于电工器件、仪器、仪表制造领域。
磁致伸缩合金是具有磁致伸缩效应的一类金属材料,常用的有铁基合金和镍基合金,用于制造超声和水声换能器件、振荡器、滤波器和传感器等。
S11-MR于SH15变压器的区别,谁能告诉我
如果将不锈钢和一种叫做铁铬磷碳合金同样泡在三氯化铁溶液里进行实验,就会发现不锈钢在一年内被腐蚀达几十毫米,而铁铬磷碳合金却完好无损,安然无恙。这种性能优异的合金,就是脱颖而出的材料新星——非晶态合金。由于它与玻璃的结构相似,人们又给它起了个通俗的名字——金属玻璃。
通常使用的不锈钢等金属材料,它们的原子像晶体一样排列整齐,有一定秩序,所以叫做晶态合金。而金属玻璃是人们用1秒钟降低10万~100万摄氏度的急速冷却的办法制成,由于以如此快的速度从液体冷却到固体,以致使金属中的原子来不及重新按固体晶格有次序地排列,而将液体金属原子的任意排列方式保留下来,结果就形成了类似于玻璃一样的无固定形态的合金。
非晶态合金的性能有哪些,未来有什么研究方向
S11系列变压器是硅钢片变压器,SH15变压器是非晶合金变压器。
与硅钢片变压器相比较,非晶合金变压器更具综合优势。首先,非晶合金变压器空载损耗低。按照变压器型号中损耗性能水平代号,SBH15型非晶合金变压器比S11硅钢变压器的空载损耗降低40%左右。其次,非晶合金变压器平均价格虽然高于硅钢片变压器,但全寿命期的综合成本更低。由于非晶合金变压器用了新材料和新技术,工艺复杂,因此其产品价格较传统变压器高,一般比同型号传统变压器高30%-55%左右,相对于业内具有一定品牌和服务优势的ABB等企业的硅钢片变压器,其综合成本也大概要高20%左右。但由于其节能效果显著,运营成本较低,所以其综合成本较传统变压器低。根据国外许多国家对非晶合金铁芯变压器从不同角度的研究,包括使用寿命的加速老化、现场运行和特殊试验证明:非晶合金变压器在30年寿命期内,其空载特性稳定,不存在运行中空载损耗有所变化的情况,有较高的可靠性。
非晶态合金的相关问题
非晶态材料是目前材料科学中广泛研究的一个新领域,也是一种发展迅速的新型材料。所谓的“非晶态”,是相对晶态而言的,是物质的另一种结构状态。它不像晶态那样是原子的有序结构,而是一种长程无序,短程有序的结构,有点类似金属液体的结构。一些合金的非晶态赋予了它比晶态更优异的物理化学性能,使得非晶态材料的研究受到广泛关注。
在非晶态合金中不存在晶态合金中所存在的晶界、位错、扭曲等缺陷,使得其具有优异的机械、物理和化学性能,同时也使得非晶态合金展现出强大的生命力。 1、在机械性能方面,非晶态合金具有高强度、高硬度、高耐磨性、高疲劳抗力、屈服时完全塑性、无加工硬化现象。
非晶态合金具有极高的断裂强度和屈服强度,如非晶态Fe基合金(Fe80P15C5,Fe72Ni8 P15C7)屈服强度在2000~3000MPa,断裂强度约3000MPa,最高达4000MPa,可以用于制作飞机起落架。还可以通过改变成分及控制制备工艺条件等改善其力学性能,以获得超高强度的合金。对于金属材料,通常是高强度、高硬度而较脆,而非晶合金则两者兼顾,它们不仅强度高,硬度高,而且韧性也较好。
非晶态合金在变形时无加工硬化现象。低温时的塑性变形为不均匀变形,而高温时显示出均匀的粘滞性流动。非晶态金属的动态性能也很好,它有高的疲劳寿命和良好的断裂韧性。和非金属玻璃的脆性断裂不同,它的断裂是通过高度局域化的切变变形实现的。许多非晶态金属玻璃带,即使将它们对折,也不会产生裂纹。 2、在化学性能方面,非晶态合金具有较好的耐腐蚀。
由于没有晶粒和晶界,非晶态合金比晶态金属更加耐腐蚀,非晶态耐蚀合金不仅在一般情况下不发生局部腐蚀,而且对于在特殊条件下诱发的点蚀与缝隙腐蚀也能抑制其发展。利用非晶态合金耐腐蚀的优点,可以制造耐蚀管道、电池电极、海底电缆屏蔽、磁分离介质及化学工业的催化剂,目前都已达到了实用阶段,非晶态合金的耐蚀性还可用于长期在泥沙、水流中工作的水轮机上,将大大提高其使用寿命,减少维修费用。 3、在物理性能方面,非晶态合金具有良好的磁学性能以及光学性能。
非晶态合金具具有磁导率和饱和磁感应强度高,矫顽力和损耗低的特点。非晶态合金的磁性能实际上是迄今为止非晶态合金最主要的应用领域。目前,作为软磁材料的非晶合金带材已经实现产业化,并获得了广泛应用。在传统电力工业中,非晶软磁合金正逐渐取代硅钢片,使配电变压器的空载损耗降低60%~80% ,大大节约了能源消耗。
金属材料的光学性能受原子的电子状态所支配,某些非晶态金属由于其特殊的电子状态而具有十分优异的对太阳光能的吸收能力。所以利用某些非晶态材料能够制造出相当理想的高效率的太阳能吸收器,目前应用较多的是非晶态材料为非晶硅。非晶硅太阳电池的应用市场有2个方面:一个是弱光电池市场,如计算器、手表等荧光下工作的微功耗电子产品;二是电源及功率应用领域,如太阳能收音机、太阳帽、庭园灯、微波中继站、航空航海信号灯、气象监测及光伏水泵、户用电源等。
可见,非晶态合金具有优良的性能,在受到广泛研究的同时,也是渐渐用到我们生活的方方面面。但是主要还是集中在磁性材料这一块的应用最广。
1、 非晶合金带材在软磁材料中的应用
优异的磁学性能使非晶合金成为当今软磁材料的首选材料,同时磁性材料是迄今为止非晶合金应用最成功的领域。在传统电力工业中,非晶软磁合金带材正逐渐取代硅钢片,是铁基非晶合金除了居里温度与饱和磁感外,铁基非晶合金的各项性能(抗拉强度、硬度、最大磁导率、激磁功率密度等等)都大大优于冷轧硅钢片,尤其是矫顽力大大小于冷轧硅钢片,使得其磁致损耗远低于冷轧硅钢片,这就使得非晶铁心电机的效率大大提高。
2、块体非晶合金的应用 块体非晶合金,又称为大块非晶合金,因其尺寸较大,打破了带状非晶合金和非晶粉末的尺寸限制,可以方便地制成各种机械零件,做为结构材料大规模使用,因而成为目前非晶合金领域研究最热的方向。
例如非晶钢,与传统钢材相比,大块非晶钢性能优异:其屈服强度是传统高强钢的2~3倍,在室温下不具有铁磁性,热稳定性高(玻璃转变温度接近于或高于900K),抗海水腐蚀能力强,因而可以用作未来海军舟见船韵表面防护。由无磁非晶钢所制造的船体,在反探测、抗打击能力方面具有传统钢材无法比拟的优势。
还有轻量化结构材料,铝基非晶合金、镁基非晶合金等低密度材料,强度和硬度都大大超过普通钢铁的材料。
更或者是在一些高档用品中的使用,由块体非晶合金制造的高尔夫球头、滑雪板、棒球棒、滑冰用具有良好的强度,抗塑性变形能力。
3、 其他
非晶态合金对某些化学反应具有明显的催化作用,可以用作化工催化剂;某些非晶态合金通过化学反应可以吸收和放出氢,可以用作储氢材料
非晶合金因弹性极限大大高于普通晶态合金,加上优良的抗疲劳性能、高屈服强度等优点,成为精密仪器弹簧的首选材料
非晶态合金有着如此优良的性能,可以在很多领域带来巨大的改变,但是同样也存在着一些问题。非晶态合金带材厚度宽度有限,产品尺寸受到限制。许多非晶态合金在500℃以下发生晶化,使得工作温度有限,产品稳定性有限制。同时产品的生产成本费用也是一大问题。
金属能不能产生非晶态
金属能不能产生非晶态呢?这一直是近代科学家着重破译的一道难题。科学家发现,金属在熔化后,内部原子处于活跃状态。一但金属开始冷却,原子就会随着温度的下降,而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来,形成晶体。如果冷却过程很快,原子还来不及重新排列就被凝固住了,由此就产生了非晶态合金。可见,产生非晶态合金的技术关键之一,就是如何快速冷却的问题。 制备非晶态合金用的正是一种快速凝固的工艺。将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度的速度迅速冷却,仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下,形成非晶带材。 发达国家对非晶合金制造技术一直严格实施技术封锁。我国科学家历经近二十年的不懈努力,终于在“九五”期间,实现了在制备非晶态合金领域的技术跨越,掌握了具有自主知识产权的核心技术。并在非晶态合金产业化方面取得了突破性的进展,形成了年产4000吨的产业规模。填补了我国冶金工业中的一项技术空白。 非晶态合金与晶态合金相比,在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。以铁元素为主的非晶态合金为例,它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点。现代工业多用它制造配电变压器铁芯。 目前我国已能够根据市场需要,生产不同规格的非晶带材,亮度可达220mm。这种非晶态合金制造的变压器与传统的硅钢铁芯的变压器相比,空载损耗要降低60%~80%,具有明显的节能效果。如果把我国现有的配电变压器全部换成非晶态合金变压器,那么每年可为国家节约电90亿千瓦小时,这就意味着,每年可以少建一座100万千瓦火力发电厂,减少燃煤364万吨,减少二氧化碳等废气排放900多万立方米。从这个意义上讲,非晶态合金被人们誉为“绿色材料”。 此外非晶态合金材料,还被广泛地应用于电子、航空、航天、机械、微电子等众多领域中,例如,用于航空航天领域,可以减轻电源、设备重量,增加有效载荷。用于民用电力、电子设备,可大大缩小电源体积,提高效率,增强抗干扰能力。微型铁芯可大量应用于综合业务数字网ISDN中的变压器。非晶条带用来制造超级市场和图书馆防盗系统的传感器标签。非晶合金神奇的功效,具有广阔的市场前景。在第十个五年期间:我国的科技工作者必将在非晶态合金技术领域做出更加令世人瞩目的贡献。
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