非晶纳米晶合金材料的工艺技术、产业化和应用
非晶超微晶（纳米晶）合金知识简介
非晶超微晶（纳米晶）合金知识简介非晶超微晶(纳米晶)合金知识简介非晶超微晶(纳米晶)合金知识简介铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为10－20纳米的微晶,弥散分布在非晶态的基体上，被称为超微晶或纳米晶材料. 纳米晶材料具有优异的综合磁性能:高饱和磁感(1.2Ｔ)、高初始磁导率(8万)、低Hc(0.32A/M）, 高磁感下的高频损耗低（P0.5T／20kHz＝30W/kg）,电阻率为80 微欧厘米，比坡莫合金(50-60微欧厘米)高,经纵向或横向磁场处理，可得到高Br(0.9)或低Br值(1000Gs). 是目前市场上综合性能最好的材料;适用频率范围：50Hz-100kHz，最佳频率范围：20kHz-50kHz.广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、互感器铁芯、漏电保护开关、共模电感铁芯.等．非晶合金的特点及分类非晶合金是一种导磁性能突出的材料，采用快速急冷凝固生产工艺，其物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列，它与硅钢的晶体结构完全不同，更利于被磁化和去磁。
典型的非晶态合金含80%的铁，而其它成份是硼和硅。
非晶合金材有下列特点：（1）非晶合金铁芯片厚度极薄，只有20至30um，填充系数较低，约为0．82。
（2）非晶合金铁芯饱和磁密低。
（3）非晶合金的硬度是硅钢片的5倍。
（4）非晶合金铁芯材料对机械应力非常敏感，无论是张引力还是弯曲应力都会影响其磁性能。
（5）非晶合金的磁致伸缩程度比硅钢片高约10％，而且不宜过度夹紧。
非晶合金具有的高饱和磁感应强度、低损耗（相当于硅钢片的1/3～1/5）、低矫顽力、低激磁电流、良好的温度稳定性等特点。
非晶合金可以从化学成分上划分成以下几类：（1）铁基非晶合金(Fe-based amorphous alloys)铁基非晶合金是由80%Fe及20%Si,B类金属元素所构成,它具有高饱和磁感应强度（1.54T），铁基非晶合金与硅钢的损耗比较：磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点，特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3－1/5），代替硅钢做配电变压器可节能60－70％。
非晶态合金材料的制备及应用
非晶态合金材料的制备及应用随着科技的不断发展，人们对材料的需求也越来越高，尤其是在新能源、高速交通、电子信息等领域，对材料性能的要求更是严苛。
非晶态合金材料作为一种新材料，其具有优异的物理性能、化学性能、机械性能以及独特的制备工艺，在现代工程领域得到了广泛的应用。
本文将深入探讨非晶态合金材料的制备及应用。
一、非晶态合金材料的概念非晶态合金材料（Amorphous metal）是指在快速冷却过程中自发形成无定形结晶状态（非晶态）的金属合金材料。
它是一种为获得非晶态而制备的合金材料，由于材料的玻璃状无定形结构，具有许多传统合金所不具备的优秀机械性能、防腐性能、磁性能等。
二、非晶态合金材料的制备方法目前，非晶态合金材料的制备方法主要有四种：快速凝固法、溅射法、电化学合成法和机械法。
1、快速凝固法快速凝固法是指将高温熔融状态的合金，以极快的速度（几千℃/s）冷却固化，使其形成非晶态的制备方法。
常用的快速凝固方法有液滴冷却法、快速旋转法、单辊震荡法、直流磁控溅射法等。
2、溅射法溅射法是指在真空或惰性气体氛围下，将靶材表面原子部分蒸发后沉积在基板上形成薄膜的制备方法。
溅射合金材料大多是非晶态的。
溅射法制备的非晶态合金材料具有制备工艺简单、制备速度快等优点。
3、电化学合成法电化学合成是将金属阳极和对应离子溶液中的阴极通过外电路连接在一起，在电解的过程中通过氧化还原反应，将阳极上的金属元素离子还原并沉积在阴极表面，形成非晶态合金薄膜的制备方法。
4、机械法机械法是指通过机械能量改变材料的结构形态，制备非晶态合金材料的制备方法。
机械法制备的非晶态合金材料具有制备易度高、无需真空高温、不易受到氧化损害等优点。
三、非晶态合金材料的应用领域1、新能源领域非晶态合金材料在新能源领域中具有广泛应用。
比如，用非晶态合金材料代替传统铜线制造变压器，能够大大提高能源利用率和变压器的性能；将非晶态合金材料与锂离子电池等新型蓄电池的电极材料组合在一起，能够大幅提升其能量密度和循环寿命等性能；非晶态合金材料也是太阳能电池制造材料的新方向。
非晶纳米晶磁芯
非晶纳米晶磁芯引言非晶纳米晶磁芯是一种新型的磁性材料，具有优异的磁性能和应用潜力。
它在电子设备、能源转换和储存等领域具有广泛的应用前景。
本文将从非晶材料的基本特性、制备方法、磁性能以及应用方面进行详细介绍。
非晶材料的基本特性非晶材料是指没有明确的晶体结构，具有无序排列的原子结构。
相对于传统的多晶材料，非晶材料具有以下几个基本特性：1.高硬度：非晶材料由于原子排列无序，其内部不存在长程有序结构，因此具有较高的硬度。
2.低磁滞损耗：非晶材料由于没有明确的磁畴结构，可以有效降低磁滞损耗。
3.宽工作温度范围：非晶材料具有较高的玻璃化转变温度，可以在较宽的温度范围内工作。
4.优异的软磁性能：非晶材料具有较高的饱和磁感应强度和低的矫顽力，适用于高频应用。
非晶纳米晶磁芯的制备方法非晶纳米晶磁芯的制备方法主要包括物理气相沉积法、溶液法和快速凝固法等。
1.物理气相沉积法：该方法通过在惰性气体环境中将金属材料蒸发，然后在基底上沉积形成非晶纳米晶薄膜。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的均匀性和良好的磁性能。
2.溶液法：该方法是将金属盐溶液与还原剂混合，通过控制反应条件使金属离子还原并沉积形成非晶纳米晶材料。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的化学均匀性和可扩展性。
3.快速凝固法：该方法通过将金属材料迅速冷却至超过其玻璃化转变温度以下，使其形成非晶态结构。
这种方法制备的非晶纳米晶材料具有较高的饱和磁感应强度和低的矫顽力。
非晶纳米晶磁芯的磁性能非晶纳米晶磁芯具有优异的磁性能，包括高饱和磁感应强度、低矫顽力、低磁滞损耗和宽工作温度范围等。
1.高饱和磁感应强度：非晶纳米晶材料由于其无序排列的原子结构，使得其具有较高的饱和磁感应强度。
这使得非晶纳米晶磁芯在高频应用中具有更好的性能。
2.低矫顽力：非晶纳米晶材料由于其无序结构，使得其具有较低的矫顽力。
这使得非晶纳米晶磁芯在电源变换器等高频电路中表现出更好的性能。
3.低磁滞损耗：非晶纳米晶材料由于没有明确的磁畴结构，可以有效降低磁滞损耗。
非晶态合金的研究与应用
非晶态合金的研究与应用非晶态合金是一种新型材料，它由于拥有优异的耐热、耐腐蚀、高强度等特性，近年来在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
本文将就非晶态合金的研究进展、应用现状以及未来展望进行探讨。
一、研究进展非晶态合金是指其晶体结构为无定形或近似无定形的金属合金，具有独特的物理、化学、机械等性质。
20世纪60年代初期，普鲁士莱茵的巴赫曼等人首次制备出铌基非晶态合金，此后，非晶态合金的研究逐渐成为材料科学的一个重要研究方向。
经过多年的研究，目前已经开发出了包括铁基、镍基、铜基、铝基、镁基等各种类型的非晶态合金，并对其晶体结构和性质进行了深入的研究。
二、应用现状1. 航空领域非晶态合金由于具有高强度、高韧性、耐热、耐腐蚀等特性，被广泛应用于航空领域。
例如，美国洛克希德公司利用非晶态合金制造出了一种新型航空发动机，其在空气动力学性能、噪音减小等方面都有明显优势。
2. 汽车领域非晶态合金在汽车领域的应用也越来越广泛。
一方面，它可以用于汽车发动机的关键零部件，例如气门、软驱动轮等，提高汽车的使用寿命和性能。
另一方面，非晶态合金可以制成优质的碳纤维强化复合材料，用于汽车的车身和车架等关键部件。
3. 电子领域非晶态合金在电子领域的应用也十分广泛。
例如，可以用于制造具有高密度、高性能的磁存储器件；也可以用于制造高效、节能的电力变压器。
三、未来展望目前，非晶态合金的研究已经向材料的多功能化、多组分化、形状记忆等方向发展。
未来，非晶态合金的研究方向将主要集中在以下几个方面：1. 研究制备大块非晶态合金目前，非晶态合金的制备还存在着一些难点，如制备简便度较低、生产成本较高等问题。
因此，未来将继续探索新的制备方法，力争制备大块非晶态合金。
2. 规模化应用目前，虽然非晶态合金在各个领域得到了广泛应用，但其规模化应用还面临着很多困难。
因此，未来将加大推广力度，促进非晶态合金的规模化应用。
3. 多功能化材料的开发除了单一的材料特性，未来非晶态合金的研究将探索其多功能化应用。
非晶合金的材料性能及应用研究
非晶合金的材料性能及应用研究非晶合金是一种由金属元素和非金属元素组成的材料，相比于传统的晶体合金，它具有更高的硬度、强度和耐磨性，同时具备优异的电学性能和磁学性能。
这让非晶合金在各种领域的应用范围变得更加广泛。
本文将探究非晶合金的材料性能及其在不同领域的应用研究。
一、非晶合金的材料性能1. 硬度和强度非晶合金具有高硬度和强度，可以使用在制造坚硬的工具上。
它的硬度可达到传统合金的两倍以上，这使得非晶合金在制造挖掘机、矿山开采设备、汽车零部件、切削刀具等领域具备显著的优势。
同时，非晶合金在抗疲劳性方面也具有很好的表现，比普通金属材料更耐久。
2. 耐腐蚀性非晶合金在抗腐蚀性方面也表现出色，可以在潮湿的环境和强酸强碱的环境中保持材料的完整性和性能稳定性。
这使得非晶合金成为了可制造食品和药品等领域中使用的材料。
3. 电学性能非晶合金在电学性能方面表现出色。
它具有比普通金属更高的电导率和磁电感应率，因此在制造高频电子设备、变压器、电感器、电动机等领域具备巨大的潜力。
非晶合金还能够制作可折叠的薄膜电子器件，这在未来的设备制造中具有广泛的应用前景。
4. 磁学性能非晶合金在磁学性能方面也有不错的表现。
它能够制作出高性能的磁性材料，具有高饱和磁感应强度和低损耗，这让它在电磁感应器材制造、电动汽车马达、磁盘存储等领域中发挥了重要的作用。
非晶合金可以通过改变合金成分和处理工艺来调节其磁性能，因此具备很大的可调性。
二、非晶合金在不同领域的应用研究1. 电子工业非晶合金在电子工业中的应用越来越广泛。
例如，利用非晶合金来制作电磁感应器件，可以大大提高电磁感应器件的效率和自感系数，同时也减少了器件的尺寸和重量。
在手机、电脑、平板电视等电子设备中，也可以采用非晶合金来替代传统的磁性材料，从而提高电子设备的性能和稳定性。
2. 汽车工业汽车工业是一个非晶合金材料应用领域十分广泛的行业。
利用非晶合金来制造汽车引擎和转向器等部件，可以提高汽车的燃油效率和性能稳定性。
非晶合金材料的性质与应用
非晶合金材料的性质与应用近年来，非晶合金材料备受科学研究和工业界的关注。
相比传统的晶体材料，非晶合金具有着独特的性质和广泛的应用领域。
本文将介绍非晶合金材料的基本性质，制备方法以及应用领域。
一、非晶合金的基本性质非晶合金又称非晶态材料（amorphous material）或无序态材料（non-crystalline material），是相对于晶体材料而言的。
晶体材料的原子排列有着高度的有序性，而非晶合金的原子排列则是无序的。
这种无序的原子排列形成了非晶结构。
由于无序化的原子间距接近，使得非晶合金具有着高密度、高硬度、高刚性等性质。
同时，非晶合金还具有以下特性。
1. 高弹性变形极限：非晶合金的原子无序排列使其具有更高的弹性变形极限。
这使得非晶合金在制造弹簧，弹簧片等金属制品时非常有用。
2. 优良的抗腐蚀性：非晶合金对环境中的氧、氢等化学物质具有很好的耐腐蚀性。
利用这一特点，非晶合金可以用于制造飞行器或船舶等在恶劣环境下工作的设备和构件。
3. 高温稳定性：非晶合金具有较高的熔点和热稳定性，这使得非晶合金可以用于制造高温元件。
4. 优良的磁性：一些非晶合金具有很好的磁性，因此可以用于制造高性能变压器，发电机等电力设备。
二、非晶合金的制备方法制备非晶合金材料的方法很多，目前主要有下面这几种。
1. 溅射法（sputtering）：这种方法使用离子束轰击固体靶材，将金属原子或化合物原子强制剥离出来并匀速沉积在基底上。
该方法成本较高，适用于制备小量的非晶合金材料。
2. 快速凝固法（rapid solidification process）：是指将金属或合金液体急剧冷却，达到快速凝固和非晶化的目的。
该方法适用于大规模制备非晶合金材料。
3. 化学还原法（chemical reduction method）：这种方法利用化学反应，在铁离子溶液中加入适量的还原剂，达到非晶化的目的。
此法适用于制备一些具有特殊特性的非晶合金材料。
非晶产业的发展趋势
非晶产业的发展趋势 非晶产业的发展趋势
引言 非晶材料是指其原子结构不呈现周期性的固体材料，具有无序、均匀的结构和物理特性。由于其独特的结构和性能，非晶材料在各个领域具有广泛的应用前景，如电子、光学、能源等。本文将分析非晶产业的发展趋势，通过对当前的技术进展和市场变化的分析，展望非晶产业未来的发展方向和机遇。
一、技术进展 1. 新材料的研发 随着科技的不断进步，新材料的研发成为非晶产业发展的重要驱动力。目前，研究人员已经成功合成了多种新型非晶材料，如非晶碳、非晶金属合金、非晶聚合物等。这些新材料具有优异的性能，能够满足不同领域的需求。例如，非晶碳具有优良的导电性和导热性，可应用于电子元器件的制造；非晶金属合金具有高强度和高韧性，可用于航空航天领域的结构材料。
2. 制备技术的改进 非晶材料的制备技术也在不断改进和创新。传统的非晶制备方法包括快速冷却、溅射和等离子体沉积等，这些方法虽然能够制备出高质量的非晶材料，但成本较高且工艺复杂。近年来，研究人员提出了一种新的制备方法——金属有机分子化学气相沉积（MOCVD），该方法能够实现大面积、高效率的非晶材料制备，为非晶产业的发展提供了新的可能性。
二、市场变化 1. 电子行业的需求增长 随着智能手机、平板电脑、物联网等新兴技术的迅猛发展，电子行业对非晶材料的需求也日益增长。非晶材料具有较高的导电性和导热性，能够满足高频率、高速度的电子设备的要求。因此，非晶材料在电子行业中有着广泛的应用，如导线、集成电路、电容器等。预计未来，随着电子行业的不断发展，非晶产业将迎来更大的市场机遇。
2. 能源行业的需求增长 随着全球能源需求的增长和清洁能源的兴起，非晶材料在能源行业的应用也日益增多。例如，非晶硅材料在太阳能领域具有重要的应用价值，能够提高太阳能电池的转换效率；非晶碳材料在储能设备中具有优异的性能，可以提高储能设备的能量密度和循环寿命。随着全球对可再生能源的需求不断增长，非晶产业在能源行业中的市场潜力将会逐渐释放。
非晶合金研究及其在材料上的应用
非晶合金研究及其在材料上的应用从古至今，材料科学一直是人类发展的重要领域。
随着科技的不断发展，材料的种类也越来越多样化。
其中，非晶合金材料成为近年来研究的热点之一。
本文将介绍非晶合金的基本概念和研究现状，以及其在材料领域中的应用。
一、非晶合金的基本概念非晶合金又称块体非晶态合金或非晶态合金，是一种材料的组织形态，其物理形态类似于固态玻璃，没有晶体结构。
它既不是晶态物质，也不是液态物质。
在非晶合金中，原子的排列无序，存在于纳米级别的有序区域和无序区域之间，因此也被称为纳米软玻璃体。
与传统的晶态合金相比，非晶合金具有许多独特的性质，如高硬度、高强度、高韧性、高导电性、高磁导率等。
非晶合金材料的制备需要控制镀层的生长速度和温度等制造过程中的参数，并采用特殊的制备方法。
二、非晶合金的研究现状非晶态合金的研究开始于20世纪60年代，当时主要研究镍、钴、铁等元素形成的非晶合金。
然而由于材料制备过程的复杂性以及技术水平的限制，当时制备出的非晶合金样品稳定性不够，无法广泛应用。
近年来，随着材料科学的发展，非晶合金研究取得了飞跃性进展。
目前，非晶合金应用领域正在向多个方向拓展。
研究人员已通过改进非晶合金制备方法和提高材料稳定性等手段，制备出了多种具有较好性能的非晶合金材料。
三、非晶合金在材料领域的应用1、采用非晶合金制造金属结构材料在汽车、航空、机器制造等领域，金属结构材料一直是主流。
非晶合金材料可以用来制造金属结构材料。
相比于传统金属材料，非晶合金材料具有高强度、高韧性、高耐腐蚀性等特点，因此可以应用于制造航空航天器飞行器、高速列车、船舶以及各种工业机械等领域。
2、采用非晶合金制造磁性材料非晶合金还可以制造各种高性能的磁性材料，具有广泛的应用前景。
如镍基、铁基、钴基的非晶合金材料在电机、变压器、传感器等高性能电磁学器件中得到了广泛应用。
而钒铁铝、钒硼铁、铱铁等稀土非晶合金在高级磁盘和计算机存储领域的应用也逐渐增多。
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非晶纳米晶合金材料的工艺技术、产业化和应用 自从1960年Duwez教授等人发明液态金属快淬技术制取Au-Si非晶合金和1966年发明Fe-P-C 非晶软磁合金以来，美国、日本、德国、前苏联和中国等相继开展了非晶合金的研究工作，并在20世纪70~80年代形成非晶合金研究开发的第一次热潮。由于非晶合金制备工艺简单独特、材料性能优异等显著优点，应用范围不断扩大，四十多年来一直是冶金和材料领域的研究热点之一。尤其在1988年日本Yashizawa教授等人在非晶化的基础上发明了纳米晶合金，从而开创了软磁材料的新纪元，大大促进了非晶材料制备设备、工艺技术的发展和材料开发应用，推动了非晶纳米晶产业的发展[1~3, 8]。 目前，利用快淬金属工艺技术制备的非晶材料已被广泛地应用于工业领域，除我们熟悉的磁性材料外，还有非晶钎焊材料、非晶催化材料、磁敏及传感器材料等；应用的材料形态有带材、丝材、粉末及薄膜等。现代科学技术的发展，也大大促进了非晶纳米晶产业的发展，不仅提高了非晶合金制带设备和工艺技术水平，使其生产设备和技术更加自动化、现代化，保证了产品的质量，提高了产品的技术含量，从而满足现代电子技术发展的需要，而且也促进了新技术新材料研究、开发、应用[1~9]。
1 国外非晶纳米晶产业概况 美国曾是世界上最大的非晶材料制造商，Honeywell公司Metglas业务部（前身为Allied Signal公司），是非晶材料制造技术的平板流技术专利所有者，年生产能力3万吨以上，实际年产1~2万吨，带材生产实现自动控制和自动卷取。2003年被日本日立金属公司收购。Honeywell公司Metglas业务部拥要两个独资工厂：美国Conway非晶金属制带厂和印度Gurgaon电子铁芯元件厂，两个合资公司：日本非晶质金属公司（NAMCO）和上海汉威非晶金属公司（SHZAM）。在美国Conway非晶金属制带厂，有年产万吨级非晶带材生产线两条，主要生产Metglas2605SA-1，最大带材宽度为250mm，配有自动在线卷取设备及年产千吨级和百吨级非晶带材生产线各一条，主要生产电子材料、钎焊材料和新材料，最大带材宽度为220 mm和100 mm，配有自动在线卷取设备[6, 7]。 日本主要有Hitachi（日立金属公司）和Toshiba（东芝公司）。Hitachi公司是利用快淬技术在非晶化基础上制备纳米晶软磁合金材料的发明者，2003年收购了Honeywell公司的非晶金属部分（Metglas业务部），今后将是世界上最大非晶纳米晶材料生产供应商，产品包括目前所有的市售商品，尤其以铁基纳米晶(Finemet)的系列化产品占据世界非晶纳米晶领域的重要地位，它拥有一条配有自动在线卷取设备的非晶带材生产线，年生产能力达百吨，最大宽度为150 mm。Toshiba公司主要生产Co基非晶产品，带材质量和性能居世界领先地位，尤其是磁放大器类产品，在市场上占有相当地位。带材生产实现自动化，最大宽度在100 mm左右[7]。 德国的真空熔炼公司（VAC）通过购买非晶纳米晶软磁合金专利许可证的方式获得生产许可，主要生产用于电子产品的Co基非晶和Fe基纳米晶材料，并在专利基础上研制开发出不同用途的新型合金材料。也是非晶纳米晶材料重要制造商之一。带材实现自动化生产，非晶带材最大宽度为150mm[7]。 在俄罗斯（前苏联），主要开发一些Co基非晶合金产品，近几年同韩国的由由公司合作开发应用Co基产品，虽然生产规模不太大，但设备及自动化技术水平不低。 国外非晶合金的自动化生产线如图1所示[7]。 2 国内非晶纳米晶产业概况 中国非晶材料研究工作始于20世纪70年代中期，80~90年代国家科委、原冶金部等组织钢铁研究总院（转制企业为安泰科技）、上海钢铁研究所（转制企业为上海安泰至高）以及有关高校院所进行多次联合科技攻关，使我国非晶纳米晶材料产业从无到有、从小到大，逐渐发展成为非晶纳米晶合金研究开发生产的大国。尽管我们的制带设备和工艺技术的自动化、现代化程度与国外先进设备技术相比还存在一定差距，但这些自主开发的工装设备在我国非晶纳米晶合金产业化中发挥了很大的作用。二十多年来，我国的冶金材料工作者在非晶带材生产设备方面研制出实验室制带机组、中试生产线、年产百吨千吨级非晶带材生产线；目前正在自主开发高精度、高质量非晶纳米晶薄带生产线。在材料方面开发出多种非晶纳米晶软磁材料、非晶钎焊材料、非晶催化材料、建筑用快淬材料及非晶纳米晶传感材料等；并研究开发出各种各样的非晶纳米晶铁芯器件，应用在电子工业中，还研究了用于电力工业的非晶配电变压器[1, 8, 12, 13]。 国内具有完整非晶纳米晶生产线的生产企业主要是安泰科技股份有限公司（非晶制品分公司和控股公司棗上海安泰至高非晶金属有限公司）、首钢冶金研究院、江西大有、北京冶科、上海爱晨，此外就是若干生产规模不大、品种相对较少的民营或集体企业；还有一些购买带材加工制作非晶纳米晶磁性器件的企业，生产规模有限。但在这些企业中，真正具有研究开发技术力量的单位也只有安泰科技股份有限公司。
3 非晶纳米晶材料的生产工艺及性能特点 3.1 生产工艺 非晶合金材料的生产由于其冷却速度高达106℃/s，必需采用独特的冷却方式才能实现。纳米晶合金材料是在非晶材料的基础上通过特殊的热处理工艺使之部分晶化形成的，因此快淬技术制备非晶合金的生产工艺技术都可以借用来生产制造纳米晶合金材料。 通常非晶带材的制备方法是外圆法，这一方法已发展成为工业生产应用最广泛的实用方法棗单辊制带法，国外和国内的千吨级非晶带材生产线都是采用此方法制取非晶薄带的，生产工艺流程如图1所示。国内还自主开发了没有在线卷取设备的单包、三包法制带机组，如图2所示（三包法），该设备简单实用，工艺流程短，自动化程度不太高，适合小规模生产，符合我国国情[1, 2]。 非晶丝材的制备方法研究不少，比较实用的是采用内圆水纺法原理的喷丝法(50~150m)和玻璃包覆拉丝法。前者适合规模化工业生产，后者适合研究开发工作。就目前来讲，丝材生产应用不太广泛，工艺装备发展有限[8, 9]。 非晶粉末的制备方法有雾化法、高能球磨法及非晶带材破碎法等。由于目前设备工艺条件的限制，使用雾化法要想获得105℃/s的冷却速度并满足大规模工业生产及成本要求，确实非常困难；高能球磨法也同样面临工业生产及成本问题；根据我们的国情，非晶带材破碎法适合大规模工业化生产需要[2, 12~14]。 非晶薄膜的制备方法有真空蒸镀法、溅射法、化学气相反应沉积法等，由于它们与快淬技术制备非晶合金的技术工艺差异很大，其现状不太清楚[9]。 3.2 性能特点、组织结构及机理 通过添加Si、B等元素利用快淬技术制成Fe基、Fe-Ni基和Co基非晶合金材料，其组织特征是原子排列呈现短程有序（1.5± 0.1nm），长程无序。该类合金具有饱和磁感应强度高、磁导率高和高频损耗低等优异软磁性能。从铁磁学的有关理论知道，各向异性常数是影响软磁性能的关键因素。非晶合金中不存在磁晶各向异性；虽存在形状各向异性，但由于厚度薄（0.02~0.04mm）形状各向异性常数很小；没有晶界和夹杂；应力-磁致伸缩各向异性通过后退火工艺消除；电阻率高，高频特性好；感生各向异性存在，有利于通过横向和纵向磁场处理来充分利用非晶合金性能[1, 2, 5, 11]。 Yoshizawa等人首先发现，在Fe-Si-B非晶合金的基体中加入少量 Cu和M（M=Nb、Mo、W、Ta等），经适当温度晶化退火以后，可获得一种性能优异、具有bcc 结构的超细晶粒（约10nm）软磁合金，这就是纳米晶软磁合金。由于纳米晶合金的磁性更加优异，尤其是它的初始磁导率高和高频特性好，引起国内外学者的大量研究，研制开发成各种各样的磁性器件应用于电力、电子技术领域。 纳米晶软磁合金的组织是在非晶组织基础上部分晶化而成的，其最终组织为bcc Fe(Si)＋非晶的双相组织。纳米晶软磁合金材料具有优异软磁性能的机理尚未完全清楚，但诸多学者研究认为晶粒尺寸细小使局域各向异性变小和磁致伸缩系数低于铁基非晶合金是两个关键因素。磁致伸缩系数变小是与它主相为含Si、B的bcc Fe固溶体有关。当晶粒尺寸达到纳米量级而小于交换长度Lex时，则这些无规则取向的小晶粒的磁晶各向异性将被平均而表现出很低的有效各向异性，揭示了纳米晶软磁合金具有优良软磁特性的重要原因。有效各向异性常数值变小是由于有效各向异性正比于Dn(n>1)，晶粒尺寸D减小，导致＜K＞变小，
而合金起始磁导率μi＝PμJs2/μ0，值越小，值越大，矫顽力Hc正比于Dn (n =6, 2)，D值小，Hc小[2, 10, 11]。
非晶纳米晶合金材料的优异软磁性能与其他软磁合金性能比较参见图3。
3.3 研究开发动态 由于现代电子技术的发展，对电子元器件产品尺寸和性能的要求越来越高，尤其高频技术及电磁兼容技术的发展，给非晶纳米晶合金材料的广泛应用带来良好的商机，也促使非晶纳米晶行业通过研究开发，不断开发新材料、新产品，并努力提高现有非晶带材及制品质量。主要研究开发工作有以下几个方面： ·改进生产工艺技术装备，提高带材质量，使其达到剪切水平； ·开发新型铁基非晶合金，形成高Bs、低Br，满足大型脉冲电源需要； ·开发新型钴基非晶合金，满足电力电子技术和高频电子技术需要； ·开发新型FeCuMSiB系纳米晶合金，满足不同性能需要； ·开发新型FeMB系纳米晶合金，进行技术储备； ·非晶纳米晶软磁合金粉末及粉末制品； ·开发具有巨磁阻抗效应的钴基非晶和纳米晶合金磁敏材料； ·非晶纳米晶薄膜磁性材料，即借助镀膜技术制成磁性薄膜； ·大块铁磁性非晶合金，解决合金材料的成本高、需要添加Zr(易氧化)、Ga(贵且少)等元素及块体尺寸太小等问题[2~9, 11~15]。
4 非晶纳米晶材料的应用 非晶纳米晶合金材料的大规模工业生产应用除化学法制备的纳米粉末及粉体材料外，就是快淬技术制备的非晶纳米晶合金材料，一般先制成非晶薄带，再加工成各种各样的磁性器件，广泛应用于电力、电子工业领域，图4归纳了非晶纳米晶合金在国内的应用情况。