软磁材料可磁化，易退磁的材料，一般用于电能转换。

 常用软磁材料

其中非晶合金种类主要包含铁基、铁镍基、钴基非晶合金。可缩小磁性器件体积、降低磁性器件损耗、提高效率，可用于共模电感、电子变压器等领域。

 常用软磁材料对比

图2 常用磁性器件

 软磁材料和器件在新能源汽车新增部件大量应用

 软磁材料和器件在新能源汽车高压电路大量应用

从1960年美国Duwez教授发明用快淬工艺制备非晶态合金开始

从1988年开始，非晶态材料发展进入第二阶段，标志性事件是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），当年日立金属公司纳米晶合金实现了产业化。

 国外非晶软磁合金发展历程

图7 全球非晶带材产量

非晶合金又称“液态金属或金属玻璃”，其主要制品非晶合金薄带是采用急速冷却技术将合金熔液以每秒百万度的速度快速冷却，得到厚度约0.03mm的非晶合金薄带，其物理状态表现为金属原子呈长程无序的非晶体排列。得益于上述极端生产工艺形成的特殊原子结构，使得非晶合金相较于传统材料硅钢具有低矫顽力、高磁导率、高电阻率等良好的性能。

非晶带材平面流铸工艺采用急冷凝固技术，就是将母合金融化后，通过喷嘴包喷射在一个高速旋转的冷却辊上，瞬间冷却形成像纸一样薄薄的带子。有几个特点：

▶  冷却速度快：液态合金的温度基本在1400-1500℃，瞬间凝固到接近室温，冷却速度达到了每秒百万度的级别；

▶  喷带速度快：30m/s好比一颗子弹刚刚飞出去的速度，而要把接近子弹速度的物体抓住是非常困难的；

▶  厚度薄：喷出带材的厚度20-30μm，精度控制主要通过喷嘴包下面的狭缝及辊嘴间距的设计来实现。

 平面流铸工艺与装备   

 铁基非晶材料典型应用场景

定转子铁心材料是决定驱动电机性能的关键，目前量产的驱动电机基本采用高牌号无取向硅钢进行功率能量转化。我国无取向硅钢主要以低牌号为主，未来新能源车驱动电机、大型电机以及节能电机趋势下，高牌号无取向硅钢需求有望持续增长。我国从大批量使用0.35mm材料逐步转为0.27-0.30mm产品，个别批量使用0.20mm和0.25mm产品。

高性能铁心材料有多种技术路线，包括：6.5%Si高硅钢（又名超级硅钢）、钴铁合金、镍铁合金、非晶材料等。在1kHz，1T条件下，铁基非晶单位损耗仅为传统硅钢的1/10，非晶定子电机的铁耗较硅钢电机降低50%-70%以上，适应于新能源汽车主驱电机的高频高速高效化发展趋势。目前，非晶材料饱和磁感低于无取向硅钢，非晶电机峰值转矩和电机体积较硅钢电机仍有差距，电机设计和材料性能需进一步提升优化。另外，非晶定子加工技术仍是产业化技术瓶颈，多层非晶带材复合粘接技术、针对超薄超硬材料的冲压技术有望突破。

图12 非晶合金和硅钢片性能对比