非晶合金,也稱金屬玻璃、液態金屬,是由合金材料熔體超急冷凝固,凝固時原子來不及有序排列結晶,得到的固態合金是長程無序結構,組成它物質的分子(或原子、離子)不呈空間有規則周期性,沒有晶態合金的晶粒、晶界存在。這種非晶合金具有許多獨特的性能。
塊體非晶合金具有的強度是其對應晶體的2-3倍,有著較高彈性應變極限、較低的彈性模量,在過冷液相區會出現超高塑性變形行為,其力學行為(如變形和斷裂等)明顯不同于晶態合金材料。由于非晶合金的制備需要超急冷凝固,技術難度較高,設備成本較高,且若尺寸較大內部難以實現非晶化,因此非晶合金的制造存在尺寸限制(最大臨界尺寸)。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年全球與中國非晶納米晶材料行業市場調研及發展趨勢分析報告》顯示:
大多數種類的非晶合金最大臨界尺寸均在10mm以內,1997年發明的Pd基合金達到72mm,但與其他合金相比仍有較大差距,一定程度上限制了非晶材料的應用。納米晶合金是在非晶態的基礎上,通過特殊的熱處理,讓它形成晶核并長大,但控制晶粒大小在納米級別,不形成完全的晶體,這時形成的結構就是納米晶,實際上是非晶和納米晶的混合結構。與對應的非晶材料相比,納米晶合金表現出更佳的強度、硬度,更良好的韌性,更小的彈性模量和延展性等特點。
非晶納米晶磁芯是由納米晶帶材通過剪切、疊裝、固定成型及磁場熱處理等幾個環節制成,可以分為鐵基非晶納米晶磁芯、鈷基非晶納米晶磁芯等。數據顯示,隨著無線充電和新能源汽車需求增長,2023年我國非晶納米晶磁芯產量和需求量分別為4.25億只和4.31億只。
非晶納米晶磁芯行業產業鏈上游主要為非晶帶材、環氧樹脂等,下游主要為無線充電模塊、新能源汽車電機等領域。非晶納米晶磁芯行業上游非晶帶材、環氧樹脂等領域供應材料的效率、質量和價格,一定程度上影響了非晶納米晶磁芯的交貨周期、產品質量和價格競爭力,疫情等因素的影響,全球大宗商品價格總體漲幅較大,在一定程度上加大了非晶納米晶磁芯行業企業的原材料采購壓力,同時近年新能源汽車行業快速發展帶動我國非晶納米晶磁芯需求持續向好。
國內高端磁芯市場幾乎被德國VAC和日本日立金屬壟斷,國產高端磁芯面臨著技術“卡脖子”的行業痛點。國內的磁芯中低端產品市場已經相對成熟了,入行門檻不高,很多企業‘依葫蘆畫瓢’也能把產品做得不錯,但是高端市場比如精密電流傳感器、新能源汽車電驅控制器這類產品,國產化程度很低。國內非晶納米晶磁芯行業主要有揚電科技、安泰科技、青島云路、中研非晶、中岳非晶、金磁海納、安陽佳友等企業。
主要企業概況而言,揚電科技主營業務為節能電力變壓器、鐵心、非晶及納米晶磁性電子元器件三大系列產品的研發、生產與銷售,2023年實現營業總收入5.75億元同比下降9.43%。安泰科技在非晶/納米晶帶材及制品、難熔材料及制品粉末材料及制品、磁性材料及制品、焊接材料及制品等領域,為全球高端客戶提供先進金屬材料制品及解決方案。青島云路主營業務是先進磁性金屬材料的設計、研發生產和銷售,主要產品是非晶合金、納米晶合金、磁性粉末等,2023年實現營業收入17.72億元,同比增長22.43%。
中國市場作為全球非晶納米晶材料市場的重要組成部分,近年來發展迅速。新能源汽車、5G、太陽能光伏等領域的快速增長,為非晶納米晶材料行業帶來了巨大的市場需求。同時,國內企業的技術水平和生產能力也在不斷提升,逐步在國際市場上占據一席之地。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年全球與中國非晶納米晶材料行業市場調研及發展趨勢分析報告》顯示:
非晶納米晶材料行業目前處于寡頭壟斷競爭狀態。少數幾家技術領先、規模較大的企業主導著市場,如日本的日立金屬和國內的安泰科技、青島云路等。這些企業在技術研發、生產能力和市場占有率方面均具有顯著優勢。
上游:非晶納米晶材料的主要原材料包括純鐵、鈮鐵、硼鐵、硅、銅等金屬和非金屬元素。其中,純鐵作為最主要的原材料,其用量占比高達80%以上。原材料的價格受多種因素影響,如市場供需關系、地緣政治環境等。
中游:中游生產環節主要涉及非晶納米晶磁芯的制造。這一過程中,原材料經過精細加工和技術處理,形成具有納米級微晶體和非晶混合組織結構的非晶納米晶材料。此環節的技術門檻較高,能夠掌握生產非晶帶材技術的企業數量有限。
下游:非晶納米晶材料在下游有著廣泛的應用領域,主要包括電感元件、電子變壓器、互感器、傳感器、無線充電模塊等電力電子器件。這些器件終端應用于電力配送、能源、家用電器、光伏、醫療設備、消費電子、新能源汽車等眾多領域。
隨著科技的進步和研發力度的加大,非晶納米晶材料的制備工藝將不斷優化,材料性能將進一步提升。同時,新材料的研發也將持續推動行業發展,為更多領域的應用提供可能。
隨著技術的不斷進步和市場的不斷擴大,非晶納米晶材料行業的競爭格局將發生變化。具有技術優勢和規模優勢的企業將占據更大的市場份額,市場集中度將進一步提高。同時,新興企業也將通過不斷創新和拓展市場來尋求發展機會。
非晶納米晶材料行業具有廣闊的市場前景和發展潛力。隨著技術的不斷創新和市場需求的持續增長,行業將迎來更加快速的發展。同時,環保和可持續發展將成為行業發展的重要方向。企業需要加強技術研發和市場拓展能力,以適應行業發展的需求并抓住市場機遇。
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