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多维动态脉冲塑性变形技术制备低成本大块高强度低矫顽力择优取向纳米硅钢

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-11-17 13:04:42

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 赵国栋 | 2023-11-17 13:04:42

近年来,随着众多电力运输项目的实施,国家对变压器的能效等级要求逐渐提高。取向硅钢是变压器使用到的最多的原材料,其铁损水平直接影响变压器的能效等级。我们发展了多维动态脉冲塑性变形技术,与传统轧制工艺不同,多维动态脉冲塑性变形技术可以产生丝织构,这种轴线方向的丝织构既可以提高轴线方向上的拉伸性能,也可以降低轴线方向上的矫顽力,从而制备出了一种同时具备优异机械性能(抗拉强度:1.20GPa;延伸率:9.73%)和磁性能(HC:49.03A/m;BM:1.94T)的软磁材料。

创新工艺:相较于传统的轧制工艺,多维动态脉冲塑性变形技术为制备取向硅钢材料提供了一种创新的工艺方案。丝织构形成:通过多维动态脉冲塑性变形技术,成功实现了在取向硅钢材料中形成轴线方向的丝织构。这种特殊的晶体结构可以提高材料在轴线方向上的拉伸性能。优异机械性能:制备出的软磁材料具有优异的机械性能,抗拉强度高达1.20GPa,延伸率达到9.73%。这意味着材料既具备了足够的强度,又具备了一定的延展性,具有较好的可塑性和可加工性。出色磁性能:该软磁材料在磁性能方面表现出色,具有较高的磁导率(HC:49.03A/m)和饱和磁感应强度(BM:1.94T),适合用于变压器等电力运输项目。

  1. 变压器制造:该软磁材料具有出色的机械性能和磁性能,特别适用于变压器的制造。其高磁导率和饱和磁感应强度能够提高变压器的能效等级,提供更高的能量传输效率。

  2. 电力设备:除了变压器,该材料还可应用于其他电力设备的核心部件,如电感器、电感线圈等。其优异的磁性能和机械性能能够提升设备的性能和可靠性。

  3. 电子设备:该软磁材料在电子设备中也有潜在的应用。例如,可应用于电源变换器、磁存储器、传感器等领域,提高设备的性能和效率。

  4. 汽车工业:随着电动汽车和混合动力汽车的普及,对高效能源转换和储存的需求不断增加。该软磁材料可应用于电动汽车的电机和变速器中,提高能源转换效率,并节省空间和重量。

  5. 其他领域:除了以上应用,该材料还有潜力应用于航空航天、军事、医疗等领域,如航空电源、飞机发动机、太阳能电池板等项目中,提升性能和减少能耗。

赵永好,工学博士,二级教授,博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者,南京市玄武区侨联第八届委员会主席,南京理工大学材料科学与工程学院纳米结构材料中心执行主任、副主任,江苏省先进微纳米材料与技术高校重点实验室副主任,先进金属与金属间化合物材料技术工业和信息化部重点实验室副主任,江苏省高层次“创新创业”人才和“六大人才高峰”,教育部“新世纪优秀人才”,南京理工大学纳米金属材料领军人才和“2014年十大科技精英”。在国际学术刊物发表SCI文章230+篇。

减少电力输配过程中的损耗,提高变压器能效,减少输电线损,能大幅度实现节能减排,可以有效减少能量需求,提升绿色低碳发展水平,符合国家碳达峰、碳中和双碳政策。制备出高强低矫顽力取向硅钢,将益于新能源发电占比的提升以及用电设备能效升级。

以技术咨询方式为成果转化的方向,具体来说包括以下几点:

  1. 扩大应用范围:希望能够结合市场需求和技术优势,积极推广该软磁材料的应用范围,进一步拓宽产业应用市场。

  2. 提高技术服务:以技术咨询为手段,提供专业的咨询服务和技术支持,为客户提供个性化解决方案和帮助,加强仿真分析、产品设计、制造等环节的技术指导。

  3. 增强产品附加值:以技术咨询服务为主要营销方式,提高该软磁材料在市场中的附加值,加强品牌和产品的知名度和影响力,增加产品的销售和市场份额。

  4. 逐步建立技术服务体系:逐步建立完善的技术服务体系,包括技术咨询、技术评估、过程优化、质量管理等环节,提供持续化的技术支持和服务。

  5. 提高技术水平:通过技术咨询服务,积极汲取用户反馈和市场信息,不断优化和提升该软磁材料的技术水平和应用性能,进一步提高企业核心竞争力和市场占有率。