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青岛云路联合5家单位申报的“宽幅超薄铁基纳米晶带材”项目喜获2021年冶金科学技术奖特等奖

更新时间:2021-08-14 09:33:00点击次数:830次

近日,2021年中国钢铁工业协会和中国金属学会“冶金科学技术奖”评审结果揭晓,青岛云路先进材料技术股份有限公司联合安泰科技股份有限公司、江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司等5家单位申报的“宽幅超薄铁基纳米晶带材工程化技术开发及应用”获得“2021年冶金科学技术奖”特等奖。

“冶金科学技术奖”是经国家科学技术部正式批准的钢铁行业最高科学技术奖,分为特等奖、一等奖、二等奖、三等奖4个等级,每年评审、奖励一次,该奖项对推动中国冶金行业科技创新和技术进步意义重大。

项目背景


近年来,随着第三代宽禁带半导体的发明和产业应用技术的突破,高频大功率、低损耗电磁元器件的设计与推广应用成为可能,纳米晶软磁合金兼备高饱和磁感、高磁导率、低损耗等优点,作为目前3kHz-100kHz频段综合性能最为优异的金属软磁材料,已成为助推电力电子、新能源汽车、智能电网、信息通讯等战略新兴产业向高频、高效、小型化、轻量化和低能耗方向发展的核心基础材料。电子元器件、信息通讯、新能源汽车和消费电子领域提出了超薄(≤18μm)、高频磁导率(μ100kHz>3万)、低损耗(P0.5T、10kHz≤3W/kg)的性能要求;智能电网、轨道交通领域大功率高频变压器对纳米晶材料提出了宽幅(≥100mm)、超薄(14-18μm)、低损耗(P0.5T、10kHz≤3W/kg)的发展要求。新兴应用领域的不断涌现,为软磁材料的发展提供了广阔的应用前景。

项目开始前,国内外带材生产均采用非连续性的单包法工艺,单炉钢水仅200-300kg,年产能不足300吨,生产效率低。国内供应的纳米晶带材幅宽均在60mm以下、带材厚度20μm以上,损耗高(P0.5T、20kHz>30W/kg),一致性差、成本高等问题亟待解决。我国宽幅超薄纳米晶带材“无材可用”的问题十分突出,制约了我国电力电子、信息通讯、新能源汽车等产业的高级化和产业链的现代化,因此突破产业发展瓶颈、实现高品质宽幅超薄纳米晶带材连续化生产迫在眉睫。

云路成果


青岛云路一直坚守自主创新、产业报国的初心,通过联合技术攻关,开发了超薄纳米晶带材连续化生产装备及制造工艺,填补了宽幅超薄纳米晶带材及连续制造技术的空白。目前,青岛云路生产的纳米晶超薄带宽度可达142mm,能够满足大功率的中高频磁性器件的性能和尺寸要求;纳米晶超薄带厚度达到14~18µm,拥有较高的技术门槛和壁垒。自2019年量产以来着重在新兴行业领域进行市场拓展、逐步替代传统磁性材料例如铁氧体等的市场空间。

市场应用

宽幅超薄铁基纳米晶带材具有低损耗、高磁导、宽幅超薄等性能优势得到高端市场的高度认可,作为关键战略材料广泛应用于新一代信息技术、智能电网、轨道交通、新能源汽车等领域,将支撑数千亿元的产业群;由于连续化生产的制造成本优势,磁元件产品还被广泛应用于家电(微波炉、空调、冰箱、洗衣机、LED电视、空气净化器、洗碗机、烤箱、热水器等)、各类电源(UPS、PC电脑、服务器、医疗等)、焊机和光伏逆变器等传统行业,取得了良好的经济和社会效益。除上述应用外,还可应用于中大容量的电力电子高频变压器,支撑解决智能电网中风能、太阳能等可再生能源大规模并网等难题。

该产品的研发,直接推动了我国感抗类电力电子器件及装备的高端化、小型化和智能化,带动了功率变压器的升级换代,为我国新能源汽车、电力电子、智能电网、新一代通讯、轨道交通、无线充电、消费电子等领域快速发展提供了关键核心基础材料,提升了我国在大功率电力电子装备方面的自主保障能力、自主创新能力、技术突破和产业发展。

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