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什么是非晶合金？非晶电机有什么优点？

2026-07-27

前言

一代新材料、一代新技术、一代新产品，非晶合金必将替代高牌号极薄硅钢，成为电机铁心可量产的新一代电磁材料。

电机是工业生产和社会生活极为重要的动力设备，其耗电量在各类电器设备中居首，全球电机用电量占世界总用电量50%以上，占工业用电70%左右。在高速、高频下，非晶电机铁心可显著降低电机损耗，将效率提高3%—20%。非晶电机功率密度高、重量轻、体积小，尤其是与传统硅钢电机相比，两大明显优势。一是非晶材料的电阻率为硅钢片的3倍，厚度仅为硅钢片的1/10，涡流损耗显著低于硅钢片。二是非晶电机的运行效率具有明显优势，广泛应用于电动汽车、电动飞机、冰箱、空调、吸尘器、电吹风、无人机、高速电机等领域。

一、电、电机、电磁材料的发展史

1. 工业革命序幕

·1765年，英国哈格里夫斯发明珍妮纺织机

·1785年，英国瓦特改良蒸汽机

2. 电的发明

·1800年，意大利亚历山德罗·伏特发明直流电/具有里程碑的意义，为电磁学、电化学等领域发展奠定了基础

·1888年，美国特斯拉发明了交流电/电力系统革命性突破，推动工业化，现代化进程。

3. 电机的发明

·1831年，英国法拉第发明了第一台直流发电机

·1888年，美国特斯拉发明交流电机

4. 磁性材料的发明

·1837年，英国斯特金用铁丝做的铁心

·1879年，美国爱迪生用工业纯铁做的铁心

·1900年，英国哈德菲尔德发明硅钢

·1960年，美国加州理工大学杜维兹教授首次制备出非晶薄带

二、非晶合金的定义

非晶合金又称"金属玻璃"，其原子呈无序排列（类似玻璃），而非普通金属的规则晶体结构。

关键工艺：将熔融合金以超高速冷却（如每秒百万摄氏度），使原子来不及有序排列即凝固成型。

三、五大核心特性

1. 超低铁损（磁芯损耗）

·无晶界阻碍：无序原子结构消除了晶体边界对磁化的干扰，磁场变化时能量损失极低（铁损仅为硅钢的1/5～1/10）。大幅提升电机/变压器能效,节省能源。

2. 高强度与韧性

·结构均匀：无序排列减少内部缺陷，强度超越钢材，同时具备类似玻璃的弹性。

3. 优异的耐腐蚀性

·无晶粒边界腐蚀起点少：表面易形成自修复氧化膜，抗腐蚀性优异。

4. 高磁导率

·磁场传导效率高，优化磁路设计。

5. 高硬度与耐磨性

·硬度接近陶瓷，抗磨损性强。

四、非晶合金制造与应用

1、制造工艺主流技术

单辊平面流铸法：熔融合金接触冷却辊急速成型

产物形态：超薄带材（约0.02-0.03mm）

图片来源：博迈立铖（原日立金属）

2、应用领域

电机铁心：电动汽车/家电高效电机

电力设备：节能变压器、滤波器、电源元件

医疗：骨科植入物（仿骨弹性）

航空航天：轻量化高强度部件

传感器：高精度压力/称重传感器

五、电机应用的核心优势

1、非晶电机铁心的特点

用非晶合金替代传统硅钢片制作电机“心脏"（铁心）

· 能效跃升：高频铁损降低，减少发热，提升电能转化效率。

· 续航突破：电动车同等电量续航增加，或电池容量减少20-30%。

· 轻量化设计：散热系统简化→电机减重30%，成本降低。

· 功率密度提升：高频低损特性促进电机向高速化、高功率发展。

2、量产挑战与进展

· 工艺难点：超薄带材需精密堆叠数千层，传统冲压技术不适用。

· 突破方向：博迈立铖（原日立金属）、安泰科技、宁波鸿达等公司正在开发相关技术，将非晶电机铁心商业化。

· 行业预测：3-5年内实现家用电器、电动汽车等领域非晶电机规模化应用。

六、低损耗的物理本质

1、磁滞损耗低

·无晶界阻力：畴壁移动无障碍，磁化方向改变能耗小。

·磁各向同性：无序结构消除磁化方向偏好，降低能耗。

曲线图来源：中国钢研安泰科技

曲线图来源：博迈立铖（原日立金属）

感谢博迈立铖、安泰科技提供电机用非晶带材技术参数

2、涡流损耗低

· 高电阻率：原子无序排列阻碍电子流动，电阻率达硅钢的3-5倍。

· 超薄结构：带材厚度仅0.02mm（涡流损耗与材料厚度的平方成正比）。

技术总结：无序结构+高电阻+超薄形态，实现铁损断崖式下降。

结语

从薄钢板时代→硅钢时代→非晶合金时代……

从模具技术→自粘结铁心技术→非晶电机技术……

宁波鸿达励志科创四十载，以革命性、颠覆性创新技术、标准化引领，开创非晶电机替代硅钢电机产业化、商业化应用新时代！

宁波鸿达简介

宁波鸿达电机模具有限公司创建于1988年，是中国电器工业协会非晶合金标准化专业委员会主任委员单位、中国电器工业协会非晶合金应用分会副理事长单位、中国电器工业协会铁心应用分会副理事长单位、中国模具工业协会常务理事单位，中国电机铁心模具重点骨干企业、中国模协冷冲模技术委员会副主任委员单位、国家级高新技术企业、中国电机铁心模具行业标准第一起草单位（JB/T 11904-2014、T/ZZB 3018—2022）、自粘结电机铁心标准第一起草单位（T/ZZB C002—2022）。致力于成为全球领先的“非晶电机自粘结铁心技术”一体化解决方案服务商！宁波鸿达精密模具出口到30多个国家和地区，服务超3000家客户，电机铁心快速打样服务超2000家客户，建立了国内首家自粘结电机铁心CNAS实验室。

宁波鸿达技术创新与技术迭代

一、电机铁心模具技术：1988年至今38年，大型精密、模内固化级进模、复冲模、压装模等。

D220mm新能源驱动电机用定转子双列大回转级进模

二、自粘结电机铁心技术：2002年至今24年，2002年3月21日，上海磁悬浮列车项目由上海交大（杜朝辉教授），上海宝钢（储双杰、陈卓雷、陈晓），上海先锋（周守国副总工程师、朱新钢），宁波鸿达（宋红杰、杨健）联合开发磁悬浮列车长定子自粘结铁心，于2002年4月10日中国第一个长定子自粘结铁心在鸿达诞生。

上海磁悬浮列车

（长1027mm×宽89.5mm×高180mm）

上海磁悬浮列车直线电机自粘结长定子铁心

三、自粘结非晶电机铁心技术：2016年至今10年，应用于电动飞机、电动汽车、电动船舶、航空航天、家用电器、高速电机等领域。

四、自粘结电机铁心快速打样技术：2016年至今10年，2016年筹建自粘结电机铁心打样中心，为国内高校研究所、电机研发、军工国防等2000多家单位，提供了15000多种图形的自粘结电机铁心A样、B样、C样阶段的研发打样。

精密激光切割机15台

中走丝线切割20台

五、非晶电机自粘结铁心制备技术:2021年至今6年

自粘结电机铁心、多工位柔性固化生产线

自粘结电机铁心、双工位固化生产线

六、高Bs、自粘结、非晶电机复合带材技术：2016年至今10年，与中科院汪卫华院士团队战略合作，共同开发非晶电机专用复合带材。

七、非晶电机自粘结铁心检测技术：宁波鸿达电机模具有限公司投资5500多万元，建有国内首家CNAS实验室与试验线，具备非晶电机自粘结铁心从A状态、B状态、C状态全流程、全生命周期检测。

1.A状态复合涂液、快速自粘涂液检测：涂液的黏度、密度、固含量。

2.电工钢、非晶带材检测：带材磁性能检测、表面粗糙度检测。

3.B状态自粘结非晶带材检测：附着性、漆膜硬度、涂层厚度、非晶带材绝缘检测、耐高压检测。

4.C状态非晶电机自粘结铁心检测：粘结强度（T剥离、滚动剥离、剪切强度）。

5.非晶电机自粘结铁心失效分析与耐老化试验：高低温、耐油失效分析、非晶电机铁心铁损检测等。

（荣获国内首家自粘结电机铁心CNAS实验室认证）

宁波鸿达创始人简介-宋红杰董事长/高级工程师

宋红杰董事长出生于1964年8月。1981年3月5日进入慈溪风扇厂工作（上海华生电扇总厂慈溪分厂、上海革新电机厂四分厂），1984年6月-12月在广东华南理工大学（原华南理工学院）参加广州家用电器研究所组织的家用电机电磁设计培训班，主要从事电风扇、洗衣机电机等产品开发及电机模具设计与制造，担任技术部副部长。

1988年4月创建宁波鸿达电机模具有限公司，从事电机铁心模具技术44年，自粘结电机铁心技术24年，非晶电机铁心技术10年。