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非晶合金产品用在哪些地方

发布时间:2022-03-13 11:06:41

A. 非晶态合金的性能有哪些,未来有什么研究方向

非晶态材料是目前材料科学中广泛研究的一个新领域,也是一种发展迅速的新型材料。所谓的“非晶态”,是相对晶态而言的,是物质的另一种结构状态。它不像晶态那样是原子的有序结构,而是一种长程无序,短程有序的结构,有点类似金属液体的结构。一些合金的非晶态赋予了它比晶态更优异的物理化学性能,使得非晶态材料的研究受到广泛关注。
在非晶态合金中不存在晶态合金中所存在的晶界、位错、扭曲等缺陷,使得其具有优异的机械、物理和化学性能,同时也使得非晶态合金展现出强大的生命力。 1、在机械性能方面,非晶态合金具有高强度、高硬度、高耐磨性、高疲劳抗力、屈服时完全塑性、无加工硬化现象。
非晶态合金具有极高的断裂强度和屈服强度,如非晶态Fe基合金(Fe80P15C5,Fe72Ni8 P15C7)屈服强度在2000~3000MPa,断裂强度约3000MPa,最高达4000MPa,可以用于制作飞机起落架。还可以通过改变成分及控制制备工艺条件等改善其力学性能,以获得超高强度的合金。对于金属材料,通常是高强度、高硬度而较脆,而非晶合金则两者兼顾,它们不仅强度高,硬度高,而且韧性也较好。
非晶态合金在变形时无加工硬化现象。低温时的塑性变形为不均匀变形,而高温时显示出均匀的粘滞性流动。非晶态金属的动态性能也很好,它有高的疲劳寿命和良好的断裂韧性。和非金属玻璃的脆性断裂不同,它的断裂是通过高度局域化的切变变形实现的。许多非晶态金属玻璃带,即使将它们对折,也不会产生裂纹。 2、在化学性能方面,非晶态合金具有较好的耐腐蚀。
由于没有晶粒和晶界,非晶态合金比晶态金属更加耐腐蚀,非晶态耐蚀合金不仅在一般情况下不发生局部腐蚀,而且对于在特殊条件下诱发的点蚀与缝隙腐蚀也能抑制其发展。利用非晶态合金耐腐蚀的优点,可以制造耐蚀管道、电池电极、海底电缆屏蔽、磁分离介质及化学工业的催化剂,目前都已达到了实用阶段,非晶态合金的耐蚀性还可用于长期在泥沙、水流中工作的水轮机上,将大大提高其使用寿命,减少维修费用。 3、在物理性能方面,非晶态合金具有良好的磁学性能以及光学性能。
非晶态合金具具有磁导率和饱和磁感应强度高,矫顽力和损耗低的特点。非晶态合金的磁性能实际上是迄今为止非晶态合金最主要的应用领域。目前,作为软磁材料的非晶合金带材已经实现产业化,并获得了广泛应用。在传统电力工业中,非晶软磁合金正逐渐取代硅钢片,使配电变压器的空载损耗降低60%~80% ,大大节约了能源消耗。
金属材料的光学性能受原子的电子状态所支配,某些非晶态金属由于其特殊的电子状态而具有十分优异的对太阳光能的吸收能力。所以利用某些非晶态材料能够制造出相当理想的高效率的太阳能吸收器,目前应用较多的是非晶态材料为非晶硅。非晶硅太阳电池的应用市场有2个方面:一个是弱光电池市场,如计算器、手表等荧光下工作的微功耗电子产品;二是电源及功率应用领域,如太阳能收音机、太阳帽、庭园灯、微波中继站、航空航海信号灯、气象监测及光伏水泵、户用电源等。
可见,非晶态合金具有优良的性能,在受到广泛研究的同时,也是渐渐用到我们生活的方方面面。但是主要还是集中在磁性材料这一块的应用最广。
1、 非晶合金带材在软磁材料中的应用
优异的磁学性能使非晶合金成为当今软磁材料的首选材料,同时磁性材料是迄今为止非晶合金应用最成功的领域。在传统电力工业中,非晶软磁合金带材正逐渐取代硅钢片,是铁基非晶合金除了居里温度与饱和磁感外,铁基非晶合金的各项性能(抗拉强度、硬度、最大磁导率、激磁功率密度等等)都大大优于冷轧硅钢片,尤其是矫顽力大大小于冷轧硅钢片,使得其磁致损耗远低于冷轧硅钢片,这就使得非晶铁心电机的效率大大提高。
2、块体非晶合金的应用 块体非晶合金,又称为大块非晶合金,因其尺寸较大,打破了带状非晶合金和非晶粉末的尺寸限制,可以方便地制成各种机械零件,做为结构材料大规模使用,因而成为目前非晶合金领域研究最热的方向。
例如非晶钢,与传统钢材相比,大块非晶钢性能优异:其屈服强度是传统高强钢的2~3倍,在室温下不具有铁磁性,热稳定性高(玻璃转变温度接近于或高于900K),抗海水腐蚀能力强,因而可以用作未来海军舟见船韵表面防护。由无磁非晶钢所制造的船体,在反探测、抗打击能力方面具有传统钢材无法比拟的优势。
还有轻量化结构材料,铝基非晶合金、镁基非晶合金等低密度材料,强度和硬度都大大超过普通钢铁的材料。
更或者是在一些高档用品中的使用,由块体非晶合金制造的高尔夫球头、滑雪板、棒球棒、滑冰用具有良好的强度,抗塑性变形能力。
3、 其他
非晶态合金对某些化学反应具有明显的催化作用,可以用作化工催化剂;某些非晶态合金通过化学反应可以吸收和放出氢,可以用作储氢材料
非晶合金因弹性极限大大高于普通晶态合金,加上优良的抗疲劳性能、高屈服强度等优点,成为精密仪器弹簧的首选材料

非晶态合金有着如此优良的性能,可以在很多领域带来巨大的改变,但是同样也存在着一些问题。非晶态合金带材厚度宽度有限,产品尺寸受到限制。许多非晶态合金在500℃以下发生晶化,使得工作温度有限,产品稳定性有限制。同时产品的生产成本费用也是一大问题。

B. 非晶合金的应用

在对非晶合金有了初步的了解后,我们在来看一下非晶合金的一个非常具有前景的应用领域——非晶变压器。非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料——非晶合金制作铁芯而成的变压器,它比硅钢片作铁芯变压器的空载损耗(指变压器次级开路时,在初级测得的功率损耗)下降75%左右,空载电流(变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流)下降约80%,是目前节能效果较理想的配电变压器,特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。中国的上市公司——置信电气从美国通用电气公司引进非晶合金变压器的专有技术后,通过消化吸收,自主创新开发了适合中国电网运行的非晶合金变压器系列产品,已经成为目前国内规模最大的非晶合金变压器专业化生产企业,这证明了非晶材料广阔的市场空间。
2006年开始,硅钢的大幅度涨价导致非晶价格甚至比硅钢还低;同时,其节能作用也由于对能源问题的重视而备受关注。非晶带材由于具有更低的损耗率,在用于新型配电变压器时,可以起到很好的降低电耗的作用,随着中国变压器市场加快向非晶配电变压器发展,非晶带材的市场正在不断扩大。
目前全世界从事非晶材料生产的只有两家公司:中国安泰科技和日本日立金属公司。日立金属是在2003年购买了美国AlliedSignal公司50%的权益后而进入非晶合金业务这一领域的。2006年底,日立金属目前已经把非晶产能从原来的约3万吨扩展到了6万吨,这使日立金属在这个领域处于绝对垄断的地位。安泰科技目前还处在追赶者的地位,但所幸的是安泰科技在追赶者中遥遥领先,因为除了日立金属和安泰科技外,世界上基本上没有第三家公司可以批量生产非晶带材的技术和工艺。按照安泰科技刚刚开始的扩产计划,未来三年内,非晶产能也将扩展到5万吨。一旦产能能够顺利扩展,未来非晶材料市场将只属于日立金属和安泰科技两家所有。

C. 什么是非晶合金变压器缺点是什么

非晶合金变压器是一种低损耗、高能效的电力变压器。此类变压器以铁基非晶态金属作为铁芯,由于该材料不具长程有序结构,其磁化及消磁均较一般磁性材料容易。

非晶合金变压器的铁损要比一般采用硅钢作为铁芯的传统变压器低70-80%。由于损耗降低,发电需求亦随之下降,二氧化碳等温室气体排放亦相应减少。

基于能源供应和环保的因素,非晶合金变压器在中国和印度等大型发展中国家得到大量采用。以若于配电网全面采用非晶合金变压器的话,每年大约可节省25-30TWh发电量,以及减少2至3千万吨二氧化碳排放。

(3)非晶合金产品用在哪些地方扩展阅读:

非晶合金铁芯配电变压器的最大优点是,空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值,是整个设计过程中所要考虑的核心问题。

当在产品结构布置时,除要考虑非晶合金铁芯本身不受外力的作用外,同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。

利用导磁性能突出的非晶合金,来用作制造变压器的铁芯材料,最终能获得很低的损耗值。但它具有许多特性,在设计和制造中是必须保证和考虑的。

D. 非晶合金变压器有哪些优点缺点是什么

非晶合金变压器的优点:
1、超低损耗特性,省能源、用电效率高;
2、非晶金属材料制造时使用较低能源以及其超低的损耗特性,可大幅节省电力消耗及减少电厂发电量,相对的减少CO₂、SO₂废气的排放,降低对环境污染及温室效应,免保养,无污染;
3、运转温度低、绝缘老化慢、变压器使用寿命长;
4、高超载能力,高机械强度;
5、非晶铁心在通过较高频率磁通时,仍具有低铁损及低激磁电流的特性而不致产生铁心饱和的问题,故以非晶铁心制成的SCRBH15型非晶合金变压器具有较好的耐谐波能力;
6、投资回收效益快。
缺点:
1、使电力系统短路电流增加。由于高、中压绕组非晶合金变压器两者之间的电气连接,它只与普通双绕组变压器短路阻抗的能力(1 k / 1)时代广场,所以在使用非晶合金变压器在电力系统,使三相短路电流显著增加。和由于自耦合变压器中性点必须直接接地,因此将使系统的单相短路电流大大增加,有时甚至超过三相短路电流。
2、在调节造成一些困难。主要是由于其高、中压绕组电接触引起的非晶合金变压器可能的方式调节三个,第一个是安装在非晶合金变压器绕组分别与负载变化位置调节装置;第二个是在高压和中压线路安装额外的变压器。和这三种方法不仅是制造困难,不经济,有其缺陷以及在运行(如第三绕组电压)的影响,解决方案并不理想。
3、复杂的绕组过电压保护。由于高、中压绕组非晶合金变压器接触,任何一方在振幅对应于闪电的绕组绝缘水平激增,另一边的过电压波幅度可能超出了绝缘等级。为了避免这种现象的发生,必须在高、中压两边的出口端安装一组阀型避雷器。
4、使继电保护复杂。
非晶合金变压器(amorphous alloy transformer)是二十世纪七十年代开发研制的一种节能型变压器。非晶合金变压器产品对于安全性、可靠性的要求特别高,具有典型的技术密集型特点。世界上最早研发非晶合金变压器的国家是美国,当时由美国通用电气(GE)公司承担了非晶合金变压器的研制项目。到上世纪八十年代末实现了商品化生产。由于使用了一种新的软磁材料——非晶合金,非晶合金变压器的性能超越了各类硅钢变压器。非晶合金变压器兼具了节能性和经济性,其显著特点是空载损耗很低,符合国家产业政策和电网节能降耗的要求,是节能效果最为先进,使用成本也较为经济的配电变压器产品。

E. 非晶合金是什么意思

就是在冷却速度很大(现在很多合金不需要了),金属来不及结晶形核长大,直接冷却为玻璃态,当然非晶合金和玻璃金属略有差别,但是基本混用了,除了快速冷却,还可以用机械合金化,就是把它磨的很碎也会变成非晶

F. 什么是非晶合金变压器,有什么优点

变压器的铁心不是普通的冷扎硅钢片制作的,而是用非晶合金材料制造的。非晶合金是一种在急速冷却的情况下形成的,有非常好的导磁性能,每公斤的损耗值非常低。通常情况下,用非晶合金制作的变压器,其空载损耗只有用普通硅钢片制作的变压器的20%左右。是非常节约能源的。是变压器行业的最新产品。当然价格也贵一些,。另外目前它的容量还不能做的较大。噪声也比普通的大一些(在干式变压器中)。不过它仍然是一个发展方向,它制作的变压器型号为S15型。很多厂都能制造了。

G. 非晶带材是什么生产的原料是什么

什么是非晶带材?

我们先从非晶材料说起,在日常生活中人们接触的材料一般有两种:一种是晶态材料,另一种是非晶态材料。所谓晶态材料,是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。反之,内部原子排列处于无规则状态,则为非晶态材料,一般的金属,其内部原子排列有序,都属于晶态材料。科学家发现,金属在熔化后,内部原子处于活跃状态。一但金属开始冷却,原子就会随着温度的下降,而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来,形成晶体。如果冷却过程很快,原子还来不及重新排列就被凝固住了,由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度的速度迅速冷却,仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下,形成非晶带材。
生产原料:钢水

H. 铁基非晶合金的应用领域

替代硅钢片,作为工频配电变压器铁芯
中频变压器铁芯(400Hz-15KHz)
环形滤波电感、开口电感铁芯(15kHz以下)
大功率开关电源、电抗器铁芯
饱和电抗器、脉冲压缩器铁芯

I. 非晶合金的发展简史

1960年美国Duwez教授发明用快淬工艺制备非晶态合金为始。其间,非晶软磁合金的发展大体上经历了两个阶段:第一个阶段从1967年开始,直到1988年。1984年美国四个变压器厂家在IEEE会议上展示实用非晶配电变压器则标志着第一阶段达到高潮,到1989年,美国AlliedSignal公司已经具有年产6万吨非晶带材的生产能力,全世界约有100万台非晶配电变压器投入运行,所用铁基非晶带材几乎全部来源于该公司。从1988年开始,非晶态材料发展进入第二阶段。这个阶段具有标志性的事件是铁基纳米晶合金的发明。1988年日本日立金属公司的Yashiwa等人在非晶合金基础上通过晶化处理开发出纳米晶软磁合金(Finemet)。1988年当年,日立金属公司纳米晶合金实现了产业化,并有产品推向市场。1992年德国VAC公司开始推出纳米晶合金替代钴基非晶合金,尤其在网络接口设备上,如ISDN,大量采用纳米晶磁芯制作接口变压器和数字滤波器件。

J. 非晶合金铁心变压器使用在哪里

一、产品说明

SCRBH15型非晶合金变压器适当成分的液体金属,以大约每秒摄氏一百万度的冷却速率,急速凝固所获得的合金,因其原子在结晶化之前即已凝固,结果使合金具有类似玻璃的非结晶原子结构及优点的软磁性质。

二、产品特点

1.超低损耗特性,省能源、用电效率高;

2.非晶金属材料制造时使用较低能源以及其超低的损耗特性,可大幅节省电力消耗及减少电厂发电量,相对的减少SO2、CO2废气的排放,降低对环境污染及温室效应,免保养,无污染;

3.运转温度低、绝缘老化慢、变压器使用寿命长;

4.高超载能力,高机械强度;

5.非晶铁心在通过较高频率磁通时,仍具有低铁损及低激磁电流的特性而不致产生铁心饱和的问题,故以非晶铁心制成的SCRBH15型非晶合金变压器具有较好的耐谐波能力;

6.投资回收效益快。

三、技术参数

额定功率:50/60(KVA)

效率(η):100~1000

电压比:10000/400(V)

外形结构:立式

冷却方式:风冷式

防潮方式:灌封式

绕组数目:三绕组

铁心结构:非晶合金

冷却形式:干式

铁心形状:R型

电源相数:三相

频率特性:低频

型号:SCRBH15-200/10

应用范围:电力

品牌:萨顿斯

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