高频宽温区非晶纳米晶材料制备及其在电力电子设备中的应用研究

需求的背景和应用场景

当前非晶纳米晶材料在电子器件、电源设备及新能源转换器生产中应用广泛，但面临技术瓶颈：非晶带材厚度普遍在26μm以上，良品率低于90%，导致生产成本高且材料性能受限。同时，现有压力喷带材宽度仅为毫米级（如8mm），头尾废料多，资源利用率低。为解决这些问题，本技术需求聚焦于开发高频宽温区非晶纳米晶材料制备技术，通过工艺优化实现带材厚度减薄（20-25μm）、良品率提升（85-88%）及有效工作温区扩展（-40℃-140℃），并突破压力喷带材宽度至百毫米级，满足电力电子设备对材料低成本、高性能、高可靠性的需求，推动电子器件、电源设备及新能源转换器的技术升级与产业转型。

要解决的关键技术问题

1. 一体化工艺开发：研究“真空感应炉+底注浇钢式真空保温包+压力喷包”一体化工艺，实现熔炼、保温、喷带工序无缝衔接，降低能耗与成本。
2. 材料性能优化：通过炉内合金熔体精细化处理，精确调控元素配比；优化温度与保温时间平衡点，确保材料在宽温区（-40℃-140℃）内性能稳定，同时避免能耗浪费。
3. 尺寸与质量控制：将压力喷带材宽度从毫米级提升至百毫米级，并实现厚度高精度一致性控制（误差≤±1μm），减少头尾废料；通过在线厚度与表面质量监测及闭环反馈系统，实时调整工艺参数，提升整体良品率。

效果要求

1. 经济效益：开发成本低于市场同类产品的非晶纳米晶带材，良品率提升至85-88%，厚度精度达20-25μm，宽度扩展至百毫米级，头尾废料减少30%以上，显著降低生产成本。
2. 性能优势：材料有效工作温区覆盖-40℃-140℃，满足极端环境应用需求；厚度一致性控制提升器件可靠性，推动电力电子设备向高频化、小型化发展。
3. 创新性：突破传统非晶带材制备工艺，集成一体化流程与在线监测技术，形成自主知识产权；依托市级创新平台及完整技术链条，构建“材料-磁芯-器件”协同创新体系，增强产业竞争力。