Аморфные нанокристаллические порошки – это специальные материалы, обладающие одновременно аморфными (без дальнего порядка) и нанокристаллическими (размер зерна 1~100 нм) свойствами, которые обычно получают методом быстрого затвердевания, высокоэнергетического шарового размола и осаждения из паровой фазы.
Аморфные нанокристаллические порошки - это специальные материалы, обладающие одновременно аморфными (без дальнего порядка) и нанокристаллическими (размер зерна 1~100 нм) свойствами, которые обычно получают методом быстрого затвердевания, высокоэнергетического шарового размола и осаждения из паровой фазы. Эти материалы сочетают в себе преимущества аморфной неупорядоченной структуры (например, высокую коррозионную стойкость, мягкий магнетизм) и эффект малого размера нанокристаллов (например, высокую поверхностную активность, улучшенные механические свойства), и показали уникальную ценность в различных областях.
1. Структура и механические свойства
● Двухфазное синергетическое упрочнение: аморфная фаза в качестве «матрицы», нанокристаллическая фаза в качестве «армирующей фазы», образуя аморфно-нанокристаллическую композитную структуру, обладающую одновременно высокой прочностью и вязкостью разрушения. Например, прочность на сжатие аморфного нанокристаллического порошка на основе Fe может достигать более 3000 МПа, а деформация разрушения на 50% выше, чем у чистого аморфного сплава.
● Отличная усталостная прочность: нанокристаллические частицы равномерно распределены в аморфной матрице, что может эффективно препятствовать движению дислокаций и расширению трещин, и подходит для сценариев с высокими циклическими нагрузками (например, компоненты авиационных двигателей).
2. Магнитные свойства
● Сверхнизкая коэрцитивная сила и высокая проницаемость: типичные аморфные нанокристаллические сплавы на основе Fe (например, Fe₇₃. ₅Cu₁Nb₃Si₁₃. ₅B₉) может иметь коэрцитивную силу до 0,01 Oe и проницаемость до 10⁵, что значительно превосходит обычную кремниевую сталь и феррит, и подходит для высокочастотных трансформаторов, взаимных индукторов и других устройств.
● Низкие потери: неупорядоченная структура аморфной фазы подавляет вихревые токи потерь, а уточненный размер зерна нанокристаллической фазы уменьшает гистерезисные потери, что делает общие потери в диапазоне 50 кГц ~ 1 МГц только 1/3 ~ 1/5 от обычных мягких магнитных материалов.
Электроника и энергетика
1. Мягкие магнитные устройства
● Высокочастотный сердечник трансформатора: Fe-Cu-Nb-Si-B аморфный нанокристаллический порошок прессуется и спекается и используется в OBC (бортовое зарядное устройство) для электромобилей и питания для базовых станций 5G, что позволяет уменьшить размер устройства более чем на 30% и увеличить эффективность до 96%. o Магнитный экранирующий материал: Co на основе аморфного нанокристаллического порошка используется для защиты от электромагнитных помех точных приборов.
● Магнитные экранирующие материалы: аморфные нанокристаллические порошки на основе с используются в тонких пленках или покрытиях для точных приборов, чтобы противостоять электромагнитным помехам, с эффективностью экранирования более 80 дБ.
2. Компоненты для хранения энергии
● Магнитные сердечники из аморфного нанокристаллического порошка используются в качестве фильтрующих индукторов для новых систем хранения энергии, поддерживая высокую плотность тока (>10 А/мм²) и низкий коэффициент пульсации (<5%).