1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250015 非晶納米晶-崛起中的高端新材料 6 HYPERLINK l _TOC_250014 非晶納米晶材料對(duì)比普通金屬材料具有更高強(qiáng)度和可塑性 6 HYPERLINK l _TOC_250013 我國(guó)非晶合金起步較晚發(fā)展快 目前已位居國(guó)際第一梯隊(duì) 10 HYPERLINK l _TOC_250012 非晶帶材制備技術(shù)成熟 塊狀非晶生產(chǎn)難度較高 11 HYPERLINK l _TOC_250011 非晶電機(jī)及無(wú)線充電有望拉動(dòng)非晶及納米晶材料需求增長(zhǎng) 14 HYPERLINK l _TOC_250010 非晶合金下游應(yīng)用以磁性材料為主 結(jié)構(gòu)件需求有望受

2、折疊屏手機(jī)推動(dòng) 16 HYPERLINK l _TOC_250009 磁性材料是非晶合金的主要應(yīng)用 非晶電機(jī)或成新需求點(diǎn) 16 HYPERLINK l _TOC_250008 折疊屏手機(jī)有望帶動(dòng)非晶合金結(jié)構(gòu)件需求提升 20 HYPERLINK l _TOC_250007 非晶合金在軍工材料、體育器材等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用 22 HYPERLINK l _TOC_250006 納米晶材料無(wú)線充電小型設(shè)備接收端主流材料 24 HYPERLINK l _TOC_250005 無(wú)線充電目前多應(yīng)用電磁感應(yīng)技術(shù) 24 HYPERLINK l _TOC_250004 無(wú)線充電手機(jī)軟磁材料中納米晶材料為最優(yōu)選擇

3、25 HYPERLINK l _TOC_250003 無(wú)線充電市場(chǎng)發(fā)展迅速 有望帶動(dòng)納米晶需求 27 HYPERLINK l _TOC_250002 標(biāo)的公司 30 HYPERLINK l _TOC_250001 宜安科技：塊狀非晶龍頭 30 HYPERLINK l _TOC_250000 安泰科技: 納米晶材料龍頭 31圖表目錄圖 1：晶體金屬存在晶界 6圖 2：非晶態(tài)金屬長(zhǎng)程無(wú)序不存在晶界 6圖 3：非晶、過(guò)冷液體、液體、晶體間關(guān)系 7圖 4：非晶體形成過(guò)程 7圖 5：非晶合金與其他材料屈服強(qiáng)度對(duì)比 7圖 6：非晶合金與其他材料比強(qiáng)度對(duì)比 7圖 7：非晶合金與其他材料彈性對(duì)比 7圖 8：非

4、晶合金楊氏強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 7圖 9：晶體、非晶、納米晶形成原理 9圖 10：四代納米晶帶材 9圖 11：非晶合金歷史沿革 10圖 12：非晶合金臨界尺寸的發(fā)展 10圖 13：非晶體高爾夫球桿擊球頭 10圖 14：?jiǎn)屋佇伡崩浞üに?11圖 15：濺射法工藝 11圖 16：?jiǎn)屋佇伡崩浞ㄔO(shè)備 11圖 17：鐵基非晶合金帶材 11圖 18：熱噴涂技術(shù) 13圖 19：各類非晶合金涂層特點(diǎn)對(duì)比 13圖 20：非晶合金材料小型結(jié)構(gòu)件應(yīng)用 15圖 21：非晶干式變壓器結(jié)構(gòu)圖 17圖 22：油浸式變壓器結(jié)構(gòu)圖 17圖 23：SH15 非晶變對(duì)比S11、S13 硅鋼變綜合損耗降幅 18圖 24：非晶合金變壓器

5、和薄規(guī)格硅鋼變壓器應(yīng)用優(yōu)勢(shì)對(duì)比 18圖 25：非晶變壓器在電力傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用 18圖 26：國(guó)家電網(wǎng)配網(wǎng)設(shè)備招標(biāo)總量 19圖 27：北極鷗非晶盤式軸向電機(jī) 19圖 28：湘電股份非晶電機(jī) 19圖 29：部分智能手機(jī)采用非晶合金 SIM 卡針 20圖 30：圖靈手機(jī)采用非晶合金外框 20圖 31：華為 Mate XS 20圖 32：華為鷹翼鉸鏈專利 21圖 33：折疊屏手機(jī)將手機(jī)與平板電腦的功能合為一體 22圖 34：特斯拉鷹翼門鎖扣 22圖 35：非晶合金在醫(yī)療器械中的應(yīng)用 22圖 36：非晶合金在軍事航空領(lǐng)域應(yīng)用 23圖 37：非晶合金在體育器材中的應(yīng)用 23圖 38：常用無(wú)線充電方式及其

6、特性 24圖 39：無(wú)線充電設(shè)備中軟磁材料的應(yīng)用 25圖 40：隔磁材料原理 25圖 41：納米晶材料對(duì)比鐵氧體材料同充電效率下更輕薄 27圖 42：無(wú)線充電應(yīng)用廣泛 27圖 43：圖 44：圖 45：圖 46：圖 47：圖 48：圖 49：圖 50：圖 51：圖 52：iPhone12 采用磁吸式無(wú)線充電 28預(yù)裝無(wú)線充電設(shè)備車型比例 28無(wú)線充電市場(chǎng)規(guī)模（億美元） 29無(wú)線充電將在智能手機(jī)中快速滲透 29無(wú)線充電市場(chǎng)拆分（按價(jià)值） 29宜安科技 2015-2020H1 營(yíng)業(yè)收入情況 30宜安科技 2015-2020H1 歸母凈利潤(rùn)情況 30安泰科技架構(gòu) 31安泰科技 2015-2020H1

7、 營(yíng)業(yè)收入情況 31安泰科技 2015-2020H1 歸母凈利潤(rùn)情況 31表 1：非晶合金優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域 8表 2：非晶板帶材制造工藝 12表 3：非晶合金鍍層（非晶合金膜）制造工藝 12表 4：塊體非晶合金制造工藝 13表 5：鐵基非晶合金與硅鋼片主要性能對(duì)比 16表 6：SH15 型非晶變壓器與S11、S13 型硅鋼變壓器空載損耗對(duì)比 17表 7：折疊屏手機(jī)分類特點(diǎn) 21表 8：鉸鏈支撐件技術(shù)工藝 22表 9：鐵氧體和非晶及納米晶合金材料主要參數(shù)對(duì)比 26表 10：宜安科技產(chǎn)能情況 30非晶納米晶-崛起中的高端新材料非晶納米晶材料對(duì)比普通金屬材料具有更高強(qiáng)度和可塑性非晶合金，也稱金屬玻璃、

8、液態(tài)金屬（由美國(guó) Liquidmetal Technology 翻譯而來(lái)），是由合金材料熔體超急冷凝固（通常大于 100K/s），凝固時(shí)原子來(lái)不及有序排列結(jié)晶，得到的固態(tài)合金是長(zhǎng)程無(wú)序結(jié)構(gòu)，組成它物質(zhì)的分子(或原子、離子)不呈空間有規(guī)則周期性，沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在。這種非晶合金具有許多獨(dú)特的性能，由于它的性能優(yōu)異，從 80 年代開始成為國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)界的研究開發(fā)重點(diǎn)。圖 1：晶體金屬存在晶界圖 2：非晶態(tài)金屬長(zhǎng)程無(wú)序不存在晶界資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)金屬材料講解長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)金屬材料講解長(zhǎng)城證券研究所通常情況下，熔液在低于Tm（結(jié)晶聚合物熔點(diǎn)）溫度時(shí)開始結(jié)晶，最

9、終形成固態(tài)晶體結(jié)構(gòu)。但非晶材料是由熔液態(tài)在 Tg-Tm（過(guò)冷液相區(qū)）溫度間進(jìn)行超急冷凝固，從而快速跳過(guò)結(jié)晶過(guò)程，在低于Tg（晶化溫度，玻璃態(tài)向高彈態(tài)開始轉(zhuǎn)變的溫度）溫度時(shí)形成相對(duì)穩(wěn)定的非晶體結(jié)構(gòu)。Tg-Tx 溫度為非晶結(jié)構(gòu)的過(guò)冷液相區(qū)：當(dāng)非晶合金重新加熱達(dá)到 Tg 時(shí)（晶化溫度），會(huì)呈現(xiàn)超高塑性變形行為，延展性最高可達(dá) 150 倍，便于非晶合金進(jìn)行加工處理；而當(dāng)溫度達(dá)到 Tx（脆化溫度）時(shí)非晶合金會(huì)開始晶化，失去非晶態(tài)的力學(xué)特性。因此 Tg-Tx 區(qū)間越大，Tg 晶化溫度越低，非晶合金的加工難度越低，但同時(shí)非晶合金的穩(wěn)定性也隨之降低。圖 3：非晶、過(guò)冷液體、液體、晶體間關(guān)系圖 4：非晶體形成過(guò)

10、程 資料來(lái)源：非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特征長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)金屬材料講解長(zhǎng)城證券研究所塊體非晶合金具有的強(qiáng)度是其對(duì)應(yīng)晶體的 2-3 倍，有著較高彈性應(yīng)變極限、較低的彈性模量，在過(guò)冷液相區(qū)會(huì)出現(xiàn)超高塑性變形行為，其力學(xué)行為（如變形和斷裂等）明顯不同于晶態(tài)合金材料，部分種類如 Fe 鐵基非晶還具有優(yōu)異的磁性能。等原子比多組元合金在具有高混合熵的情況下可以形成簡(jiǎn)單的固溶體，具有高強(qiáng)度、高塑性的特點(diǎn)，該類合金目前稱為高熵合金。圖 5：非晶合金與其他材料屈服強(qiáng)度對(duì)比圖 6：非晶合金與其他材料比強(qiáng)度對(duì)比 資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)合金解析長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)合金解析 長(zhǎng)城證券

11、研究所圖 7：非晶合金與其他材料彈性對(duì)比圖 8：非晶合金楊氏強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)合金解析長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)合金解析 長(zhǎng)城證券研究所非晶合金種類繁多，從組成材料來(lái)看，可分為 Pd 基（鈀基）、Mg 基（鎂基）、稀土基、 Ti 基（鈦基）、Fe 基（鐵基）、Cu 基（銅基）、Ni 基（鎳基）、Zr 基（鋯基）、Al 基（鋁基）等多種非晶合金體系。從形態(tài)來(lái)看，非晶合金可以分為塊狀非晶（厚度1mm）、非晶板帶材、非晶絲、非晶粉末、非晶鍍層等。再詳細(xì)劃分來(lái)看，僅從力學(xué)性能看，塊狀非晶又包含至少三種不同類型：室溫脆性的但彈性應(yīng)變極限很大（2%）的塊體非晶合金，如 Zr

12、TiCuNiBe（鋯鈦銅鎳鈹合金）室溫有塑性但是無(wú)加工硬化的塊體非晶合金，如PtCuNiP（鉑銅鎳磷合金）室溫有塑性又有加工硬化的塊體非晶合金，如CuZrAl（銅鋯鋁合金）表 1：非晶合金優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域非晶合金優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)異的動(dòng)力學(xué)性能部分材料壓縮強(qiáng)度、斷裂韌性非常高，彈性模量較低軍用設(shè)備材料等良好的加工性能在過(guò)冷液相區(qū)呈現(xiàn)不同程度的超塑性。延伸率可輕易達(dá)到 15000%多應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)良的軟磁、硬磁性能Fe 基非晶合金的飽和磁化強(qiáng)度達(dá)到 1.5T 以上，而矯頑力低于 1A/。部分材料經(jīng)過(guò)后續(xù)熱處理成為納米晶合金后，軟磁及硬磁性能更為優(yōu)異電力設(shè)備抗腐蝕能力強(qiáng)FeCrMoBP 非晶合金的耐蝕性比常

13、規(guī)不銹鋼強(qiáng) 10000 倍軍用設(shè)備、船舶、航空航天良好的生物相容性部分 Ti 基、Zr 基、Fe 基、Mg 基、Ca 基非晶合金具有較好的生物相容性醫(yī)療器械良好的表面光潔度手機(jī)外殼、智能表殼資料來(lái)源：塊體非晶合金 長(zhǎng)城證券研究所由于非晶合金的制備需要超急冷凝固，技術(shù)難度較高，設(shè)備成本較高，且若尺寸較大內(nèi)部難以實(shí)現(xiàn)非晶化，因此非晶合金的制造存在尺寸限制（最大臨界尺寸）。大多數(shù)種類的非晶合金最大臨界尺寸均在 10mm 以內(nèi)，1997 年發(fā)明的 Pd 基合金達(dá)到 72mm，但與其他合金相比仍有較大差距，一定程度上限制了非晶材料的應(yīng)用。同時(shí)，由于非晶合金的制備本質(zhì)上是熵增的過(guò)程，熱力學(xué)不穩(wěn)定，受熱有晶

14、化傾向，因此使用條件也較為嚴(yán)格，大多不適用于高溫環(huán)境。同時(shí)，非晶合金硬度高、脆性高，也導(dǎo)致加工難度較其他材料更大。納米晶合金是在非晶態(tài)的基礎(chǔ)上，通過(guò)特殊的熱處理，讓它形成晶核并長(zhǎng)大，但控制晶粒大小在納米級(jí)別（100 納米以內(nèi)），不形成完全的晶體，這時(shí)形成的結(jié)構(gòu)就是納米晶，實(shí)際上是非晶和納米晶的混合結(jié)構(gòu)。目前用作軟磁材料的納米晶主要是 Fe、Ni、Si、B、 P 等組成的合金。與對(duì)應(yīng)的非晶材料相比，納米晶合金表現(xiàn)出更佳的強(qiáng)度、硬度，更良好的韌性，更小的彈性模量和延展性，更好的擴(kuò)散性，更高的比熱，更大的熱膨脹系數(shù)，更優(yōu)良的軟磁性特點(diǎn)。但由于納米晶合金是在非晶合金的基礎(chǔ)上加工而成，其保留了非晶合制造

15、成本較高、難以制造大尺寸合金、加工難度高的缺點(diǎn)。圖 9：晶體、非晶、納米晶形成原理資料來(lái)源：青島云路官網(wǎng) 長(zhǎng)城證券研究所隨著電子產(chǎn)品正在向高頻、節(jié)能、小型、集成化方向發(fā)展，應(yīng)用頻率也在不斷提高，帶材一代代更新。從最初的傳統(tǒng)制帶工藝（國(guó)內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)水平）厚度 22-30m，到現(xiàn)在帶材發(fā)展到三代、四代，用先進(jìn)制帶工藝（國(guó)際先進(jìn)生產(chǎn)水平）可做到 14-22m。而且掌握了更薄的制帶技術(shù)。納米晶帶材的發(fā)展趨勢(shì)就是超薄帶。圖 10：四代納米晶帶材資料來(lái)源：艾邦智造 安泰科技 長(zhǎng)城證券研究所我國(guó)非晶合金起步較晚發(fā)展快 目前已位居國(guó)際第一梯隊(duì)1934 年非晶合金材料問(wèn)世，近百年來(lái)全球?qū)Ψ蔷Ш辖鸬难芯咳〉昧朔浅ｏ@

16、著的進(jìn)展。目前已形成的非晶合金包括 Fe 基（鐵基）、Zr 基（鋯基）、Mg 基（鎂基）等成百上千種合金材料，冷卻速率要求由最初的106K/s 降低至部分材料的 1K/s，形成材料的尺寸也由最初的薄薄的 nm 級(jí)非晶膜發(fā)展到如今 10mm 級(jí)乃至 100mm 級(jí)的塊狀非晶，性能上也呈現(xiàn)出不同分化。圖 11：非晶合金歷史沿革資料來(lái)源：長(zhǎng)城證券研究所1980 年代美國(guó)非晶合金開始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，主要集中在變壓器領(lǐng)域的非晶帶材。2000 年前后日本非晶行業(yè)也開始產(chǎn)業(yè)化，主要代表企業(yè)為日本日立金屬。與此同時(shí)，Liquidmetal Technology 作為小型塊狀非晶合金的生產(chǎn)商也實(shí)現(xiàn)上市。圖 12：

17、非晶合金臨界尺寸的發(fā)展圖 13：非晶體高爾夫球桿擊球頭 資料來(lái)源：百度文庫(kù) 非晶態(tài)金屬材料講解長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：艾邦高分子 長(zhǎng)城證券研究所1970s 我國(guó)開始對(duì)非晶合金材料進(jìn)行了研究，雖然起步較晚，但其發(fā)展迅速。“七五”期間建成了百噸級(jí)的非晶合金帶材生產(chǎn)線，非晶合金帶材寬達(dá) 100mm；“八五”期間實(shí)現(xiàn)了非晶合金帶材在線自動(dòng)卷取技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)量 20 萬(wàn)條的非晶帶材生產(chǎn)線；“九五”期間建成了國(guó)家非晶超微晶工程技術(shù)研究中心。目前我國(guó)萬(wàn)噸級(jí)帶材生產(chǎn)線投產(chǎn)，擁有配電用非晶寬帶企業(yè) 11 家，設(shè)計(jì)產(chǎn)能 35 萬(wàn)噸；納米晶企業(yè) 240 家，設(shè)計(jì)產(chǎn)能 4.6 萬(wàn)噸；非晶粉末企業(yè) 6 家 ，塊體非

18、晶企業(yè) 11 家。非晶帶材制備技術(shù)成熟 塊狀非晶生產(chǎn)難度較高非晶板帶材制造主要依靠熔體態(tài)急冷法，分為單輥法和雙輥法。經(jīng)過(guò)數(shù)十年來(lái)的發(fā)展，該技術(shù)已較為成熟，歐美及國(guó)內(nèi)多家企業(yè)均已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模批量生產(chǎn)。圖 14：?jiǎn)屋佇伡崩浞üに噲D 15：濺射法工藝資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)合金解析長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)合金解析 長(zhǎng)城證券研究所圖 16：?jiǎn)屋佇伡崩浞ㄔO(shè)備圖 17：鐵基非晶合金帶材 資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)合金解析長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)合金解析 長(zhǎng)城證券研究所表 2：非晶板帶材制造工藝制備工藝制備過(guò)程技術(shù)特點(diǎn)熔體態(tài)急冷法單輥法將材料放入石英坩堝中，在氬氣保護(hù)下高頻感應(yīng)加

19、熱使其熔化，再用氣壓將熔融金屬?gòu)墓艿撞康谋馄娇趪姵?，落在高速旋轉(zhuǎn)的銅輥輪上，經(jīng)過(guò)急冷立即形成很薄的非晶帶尺寸精度和表面光潔度不理想，但寬度可達(dá)10mm 以上，長(zhǎng)度可達(dá) 100m 以上雙輥法精度好，但調(diào)節(jié)比較困難，只能制作寬度10mm 以下的薄帶資料來(lái)源：百度文庫(kù)非晶態(tài)合金解析 長(zhǎng)城證券研究所非晶合金鍍層是指通過(guò)特殊處理方式，在產(chǎn)品表面形成一層薄非晶合金薄膜，從而具備高強(qiáng)度、高硬度、優(yōu)異的耐磨性能、優(yōu)異的耐腐蝕性能、優(yōu)異的耐空蝕性能。國(guó)外已將非晶合金鍍層應(yīng)用于鉆井鉆具、注水往復(fù)泵柱塞、水電站轉(zhuǎn)輪室抗氣蝕、船舶防腐、發(fā)動(dòng)機(jī)制造等多領(lǐng)域。非晶合金鍍層（非晶合金膜）的制備方法包括電解法、化學(xué)鍍法、物理

20、氣相沉積法和化學(xué)氣相沉積法等，其中目前使用較多的是物理氣相沉積法，從原理上可以分為真空蒸鍍、離子鍍、濺射鍍等，從實(shí)現(xiàn)方式來(lái)看可以分成火焰噴涂、等離子噴涂、超音速火焰噴涂、激光熔覆等。表 3：非晶合金鍍層（非晶合金膜）制造工藝制備工藝制備過(guò)程技術(shù)特點(diǎn)電解沉積法電解沉積法通過(guò)外加電源使電流經(jīng)陰極、電解液、陽(yáng)極，在陰極表現(xiàn)還原金屬組成元素比例有較高要求，否則無(wú)法形成非晶體化學(xué)鍍法化學(xué)鍍法依靠溶液中的還原劑使金屬離子還原為金屬沉積在制品表面，具有自催化的特點(diǎn)目前僅適合制備含磷非晶合金及含硼非晶合金物理氣相沉積法真空蒸鍍將合金母材加熱汽化，產(chǎn)生的蒸汽沉積在冷卻的基板上而形成非晶薄膜鍍膜均勻性好，但與基材

21、結(jié)合力較弱，干鍋材料可能蒸發(fā)成為雜志離子鍍真空條件下利用惰性氣體輝光放電使金屬或合金蒸汽離子化，經(jīng)電場(chǎng)加速產(chǎn)生轟擊作用的同時(shí)沉積在帶負(fù)電荷的基體上附著性好，可鍍材料范圍廣，均鍍能力好，沉積速度快濺射鍍通過(guò)在電場(chǎng)中加速的粒子轟擊用母材制成的靶（陰極），使被激發(fā)的物質(zhì)脫離母材而沉積在用液氮冷卻的基板表面上而形成非晶態(tài)薄膜操作簡(jiǎn)單可工業(yè)化，可實(shí)現(xiàn)較大面積的均勻膜，但設(shè)備復(fù)雜價(jià)格較高，一般沉積速率較低化學(xué)氣相沉積法熱分解法一般在簡(jiǎn)單的單溫區(qū)爐中，在真空或惰性氣體保護(hù)下加熱基體至所需溫度后，導(dǎo)入反應(yīng)物氣體使之發(fā)生熱分解，最終在基體上沉積出固相涂層通常溫度較高，對(duì)于尺寸要求精密的工件不適合化學(xué)合成法兩種或

22、多種氣體物質(zhì)在一熱基體上相互反應(yīng)化學(xué)傳輸反應(yīng)把所要沉積的物質(zhì)當(dāng)做源物質(zhì)，借助于氣體介質(zhì)與之反應(yīng)成為氣態(tài)化合物，經(jīng)化學(xué)遷移或物理載帶運(yùn)輸?shù)脚c源區(qū)溫度不同的沉積區(qū)，再通過(guò)逆向反應(yīng)重新沉積等離子體輔助化學(xué)氣相沉積借助外部所加電場(chǎng)的作用引起放電，使原料氣體成為化學(xué)上非?；顫姷牡入x子體狀態(tài)，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，在基材表面形成薄膜基材溫度較低，不損傷基材激光化學(xué)氣相沉積在化學(xué)氣相沉積過(guò)程中利用激光束的光子能量激發(fā)（光熱解）和促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)（光化學(xué)）的薄膜沉積方法基材溫度較低，不損傷基材，同時(shí)避免高能粒子輻照在薄膜中造成損傷資料來(lái)源：非晶態(tài)合金鍍及鍍層性能長(zhǎng)城證券研究所圖 18：熱噴涂技術(shù)資料來(lái)源：長(zhǎng)城證券研究所圖

23、 19：各類非晶合金涂層特點(diǎn)對(duì)比資料來(lái)源：非晶態(tài)合金鍍及鍍層性能長(zhǎng)城證券研究所塊狀非晶合金是目前研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。目前有多種工藝能夠?qū)崿F(xiàn)一定尺寸的非晶合金生產(chǎn)，但目前能夠規(guī)模化的較少。塊狀非晶合金龍頭宜安科技采用真空壓鑄以及類注塑成型技術(shù)。表 4：塊體非晶合金制造工藝制備工藝制備過(guò)程技術(shù)特點(diǎn)金屬模鑄造法將液態(tài)金屬直接澆入金屬模，利用金屬模導(dǎo)熱快實(shí)現(xiàn)快速冷卻以獲得塊狀非晶尺寸有限水淬法將母合金放入石英管中，將合金融化后連同石英管一起淬入流動(dòng)的水中，實(shí)現(xiàn)快速冷卻噴鑄-吸鑄法用感應(yīng)加熱融化母合金，利用壓力差將液態(tài)母合金導(dǎo)入水冷銅模型腔，快速冷卻適合大尺寸非晶合金非晶粉末擠壓法將預(yù)先制備的球狀非晶粉末在

24、低于晶化溫度下擠壓成型過(guò)冷液相區(qū)寬度窄的合金擠壓難度大，同時(shí)強(qiáng)度有限高壓鑄造法利用壓力將熔體在幾毫秒內(nèi)完全充入鑄型，快速冷卻冷卻速率高，能夠形成復(fù)雜形狀的鑄件真空壓鑄壓鑄過(guò)程中抽除壓鑄模具型腔內(nèi)的氣體消除或減少內(nèi)部的氣孔，提高機(jī)械性能和表面質(zhì)量；但模具密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造及安裝較困難，成本較高擠壓鑄造法與高壓鑄造法接近，全程保持 100MPa 高壓避免氣孔和收縮等鑄造缺陷資料來(lái)源：塊體非晶合金 長(zhǎng)城證券研究所非晶電機(jī)及無(wú)線充電有望拉動(dòng)非晶及納米晶材料需求增長(zhǎng)隨著社會(huì)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，非晶態(tài)金屬以及納米晶涉及的領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越廣，與之相關(guān)的功能材料和特殊材料將不斷涌現(xiàn)，對(duì)相關(guān)材料的需求量也將越來(lái)越高

25、發(fā)展?jié)摿^大的兩個(gè)領(lǐng)域分別是磁性領(lǐng)域中的智能電網(wǎng)、光伏逆變器、非晶電機(jī)、無(wú)線充電應(yīng)用以及結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域中塊狀非晶的應(yīng)用。磁性領(lǐng)域中，非晶、納米晶產(chǎn)品主要應(yīng)用于智能電網(wǎng)中的智能電表、太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電的光伏逆變器和小功率無(wú)線充電接收器。非晶合金研發(fā)的新產(chǎn)品主要有高性能納米晶薄帶（帶厚低于 22m）、高端共模電感鐵芯、高頻功率變壓器鐵芯、型鐵芯和高效電機(jī)非晶定子鐵芯等。智能電表是實(shí)施智能電網(wǎng)不可或缺的重要組成部分，隨著智能電網(wǎng)的全面建設(shè)，智能電表將逐步替代傳統(tǒng)電表，中國(guó)將成為全球最大的智能電表消費(fèi)市場(chǎng)。緊密電流互感器是智能電表的關(guān)鍵元件，目前性能較好的主要是納米晶互感器鐵芯，有望迎來(lái)需求爆發(fā)。在太陽(yáng)能光伏

26、產(chǎn)業(yè)中，非晶型鐵芯主要用于光伏逆變器中的濾波電感。衡量非晶型鐵芯性能的主要指標(biāo)是鐵芯損耗，降低鐵芯損耗對(duì)提高光伏逆變器的轉(zhuǎn)換效率具有重要意義。非晶材料應(yīng)用的另一個(gè)新興領(lǐng)域是非晶高效電機(jī)。非晶高效電機(jī)具有高扭矩密度、高效率、小體積和大功率等特點(diǎn)，因而開發(fā)非晶高效電機(jī)對(duì)于我國(guó)工業(yè)電機(jī)系統(tǒng)有著巨大的節(jié)能意義。在我國(guó)電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，電機(jī)系統(tǒng)用電所占比例達(dá) 60以上，而我國(guó)現(xiàn)行主體系列電機(jī)的平均運(yùn)行效率僅為 87.6，而目前國(guó)際上采用非晶合金定子鐵芯開發(fā)研制的非晶高效電機(jī)，其運(yùn)行效率可達(dá)到 95.0。無(wú)線充電在醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用較早，近年來(lái)隨著材料端技術(shù)革新以及設(shè)備端升級(jí)加速，智能穿戴設(shè)備以及智能手機(jī)無(wú)線充

27、電逐漸成為市場(chǎng)熱點(diǎn)，而電動(dòng)汽車無(wú)線充電作為未來(lái)科技也具有極大的想象空間。目前非晶納米晶材料已成為小功率無(wú)線充電設(shè)備接收端的主流材料，隨著無(wú)線充電手機(jī)及智能設(shè)備普及率提升，相關(guān)材料需求有望穩(wěn)步增長(zhǎng)；電動(dòng)汽車無(wú)線充電目前尚未產(chǎn)業(yè)化，且由于大功率設(shè)備領(lǐng)域鐵氧體性價(jià)比高于非晶納米晶材料，目前設(shè)計(jì)方案多以鐵氧體材料為主，但隨著非晶納米晶技術(shù)進(jìn)步以及其他下游應(yīng)用規(guī)?；院髱?lái)的成本縮減，未來(lái)非晶納米晶或在電動(dòng)汽車無(wú)線充電領(lǐng)域與鐵氧體具有一爭(zhēng)之力。圖 20：非晶合金材料小型結(jié)構(gòu)件應(yīng)用資料來(lái)源：長(zhǎng)城證券研究所非晶合金具有硬度大、耐磨耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，因此適合作為高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件，但目前由于塊狀非晶技術(shù)尚不成熟，僅部分

28、品種的非晶合金能夠在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn) 10 厘米以上的厚度，尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。未來(lái)隨著技術(shù)進(jìn)步，塊狀合金有望突破結(jié)構(gòu)件尺寸限制，實(shí)現(xiàn)大型超強(qiáng)結(jié)構(gòu)件的規(guī)?；a(chǎn)。非晶合金下游應(yīng)用以磁性材料為主結(jié)構(gòu)件需求有望受折疊屏手機(jī)推動(dòng)磁性材料是非晶合金的主要應(yīng)用 非晶電機(jī)或成新需求點(diǎn)非晶是一種新型軟磁合金材料。其原子排序的無(wú)序性使得其軟磁性能兼?zhèn)淞烁鞣N傳統(tǒng)軟磁材料的優(yōu)點(diǎn)，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高硬度、高強(qiáng)度、高電阻率等。當(dāng)鐵基材料具有超微細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)時(shí)，則具備很高的初始磁導(dǎo)率、高飽和磁感、低鐵損和優(yōu)良的穩(wěn)定性，滿足了各類電子設(shè)備向高效節(jié)能、微型化、集成化方面發(fā)展的需求。表 5：鐵基非晶合金與硅鋼片主要性

29、能對(duì)比性能指標(biāo)鐵基非晶合金（2605SA1)普通冷軋取向硅鋼（Q 系列）飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）1.562.03矯頑力（A/m)4cm)13045居里溫度（）415746抗拉強(qiáng)度（MPa）1500320硬度900210厚度（m)25300疊片系數(shù)0.860.96資料來(lái)源：非晶合金變壓器與硅鋼變壓器的技術(shù)性能研究 長(zhǎng)城證券研究所自 1980s 美國(guó)使用非晶鐵芯的非晶變壓器投產(chǎn)后，歐美日等國(guó)家大力發(fā)展非晶產(chǎn)業(yè)鏈， 21 世紀(jì)初美國(guó)有以CE 公司為代表的 9 家以上的企業(yè)生產(chǎn)非晶合金變壓器，每年的非晶合金變壓器生產(chǎn)能力已超過(guò) 30 萬(wàn)臺(tái)。歐洲方面瑞士 ABB 公司，英國(guó) CET-阿爾斯通公司，西班牙 B

30、ilbao-ABBTrofodld SA 公司，日本的大阪變壓器廠、日立公司、東芝公司、高岳制作所、愛知電機(jī)公司等以及東南亞等區(qū)域都在大力生產(chǎn)非晶變壓器并廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)方面，1998 年上海置信公司引進(jìn)美國(guó) GE 公司的非晶變壓器制造技術(shù)和非晶變壓器生產(chǎn)線。中機(jī)聯(lián)供于 2006 年投產(chǎn) 3000t 產(chǎn)能的非晶配電變壓器鐵心生產(chǎn)線，成為我國(guó)繼置信電氣之后能夠規(guī)?；a(chǎn)非晶鐵心的企業(yè)。目前國(guó)內(nèi)配電用非晶板帶材企業(yè)已達(dá) 11家，產(chǎn)能設(shè)計(jì)產(chǎn)能達(dá)到 35 萬(wàn)噸。圖 21：非晶干式變壓器結(jié)構(gòu)圖圖 22：油浸式變壓器結(jié)構(gòu)圖資料來(lái)源：非晶合金變壓器概述 長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：油浸式變壓器結(jié)構(gòu)圖以及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

31、長(zhǎng)城證券研究所根據(jù)愛采購(gòu)網(wǎng)站數(shù)據(jù)，與 S13 型硅鋼變壓器相比，同規(guī)格 SH15 非晶變壓器價(jià)格更高，且價(jià)差隨額定容量增加而擴(kuò)大，30KVA 非晶變壓器較 S13 硅鋼變壓器貴 1900 元左右，而 630KVA 非晶變壓器較同規(guī)格S13 變壓器貴 18000 元左右。表 6：SH15 型非晶變壓器與 S11、S13 型硅鋼變壓器空載損耗對(duì)比額定容量（KVA)空載損耗（W）SH15 比S11 空載損耗SH15 比 S13 空載損耗S11 型S13 型SH15 型降低幅度（%)降低幅度（%)30100803367.0058.75501301004366.9257.00631501105066.6

32、654.55801801306066.6753.851002001507562.5050.001252401708564.5850.0016028020010064.2950.0020034024012064.7150.0025040029014065.0051.7231548034017064.5850.0040057041020064.9151.2250068048024064.7150.0063081057032060.4943.86資料來(lái)源：非晶合金變壓器與硅鋼變壓器的技術(shù)性能研究長(zhǎng)城證券研究所圖 23： SH15 非晶變對(duì)比 S11、S13 硅鋼變綜合損耗降幅圖 24：非晶合金變壓器

33、和薄規(guī)格硅鋼變壓器應(yīng)用優(yōu)勢(shì)對(duì)比資料來(lái)源：非晶合金變壓器與硅鋼變壓器的技術(shù)性能研究 長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：配電變壓器用非晶合金的研究進(jìn)展及應(yīng)用前景 長(zhǎng)城證券研究所非晶合金變壓器的優(yōu)點(diǎn)在于其極低的控制損耗（可以比普通硅鋼片鐵心變壓器的空損下降 6070%）。但由于其材質(zhì)非常薄，而且脆，加工困難，無(wú)法用于生產(chǎn)大型電力變壓器，目前只是在配電變壓器領(lǐng)域有一定的應(yīng)用。而且其成本相比普通硅鋼片鐵心變壓器高不少。通常要十年以上才能收回成本差價(jià)。圖 25：非晶變壓器在電力傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用資料來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)資料整理 長(zhǎng)城證券研究所國(guó)家電網(wǎng) 2014 年發(fā)布的國(guó)家電網(wǎng)公司重點(diǎn)應(yīng)用新技術(shù)目錄（2014）年版中規(guī)劃，20

34、14年2016 年，新增配電變壓器中，S13 型及非晶變壓器等節(jié)能型變壓器占比不低于 60%，自動(dòng)調(diào)容調(diào)壓變壓器不低于 15%。2017 年2019 年，新增配電變壓器全部采用節(jié)能型變壓器。受國(guó)網(wǎng)招標(biāo)推動(dòng)，非晶變壓器自 2014 年起經(jīng)歷了一輪爆發(fā)，但 2017 年隨著國(guó)家電網(wǎng)配網(wǎng)設(shè)備招標(biāo)總量下降，非晶變壓器的銷量明顯下滑。圖 26：國(guó)家電網(wǎng)配網(wǎng)設(shè)備招標(biāo)總量300000250000200000150000100000500000201620172018201935%30%25%20%15%10%5%0%非晶油變及成套硅鋼油變及成套箱/干變及其他非晶占比資料來(lái)源：國(guó)網(wǎng)英大官網(wǎng) 長(zhǎng)城證券研究所根據(jù)

35、中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)非晶合金材料應(yīng)用分會(huì)大數(shù)據(jù)中心，截止 2019 年底我國(guó)配電用非晶寬帶企業(yè)有 11 家，設(shè)計(jì)產(chǎn)能 35 萬(wàn)噸。但是從實(shí)際產(chǎn)量來(lái)看，由于主要下游非晶變壓器領(lǐng)域國(guó)網(wǎng)招標(biāo)大幅下滑，自 2016 年以來(lái)國(guó)內(nèi)非晶寬帶年產(chǎn)量均不足 10 萬(wàn)噸，行業(yè)面臨嚴(yán)峻的洗牌壓力。盡管 2016 年 8 月起，我國(guó)對(duì)原產(chǎn)于美國(guó)及日本的進(jìn)口鐵基非晶合金帶材征收反傾銷稅（日本 25.9%，美國(guó) 48.5%），非晶帶材由凈進(jìn)口轉(zhuǎn)為凈出口，但行業(yè)洗牌壓力仍較為巨大。圖 27： 北極鷗非晶盤式軸向電機(jī)圖 28：湘電股份非晶電機(jī)資料來(lái)源：公司官網(wǎng) 長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：公司官網(wǎng) 長(zhǎng)城證券研究所盡管非晶變壓器需求收

36、縮較為明顯，但使用非晶定子鐵芯的非晶電機(jī)或成為非晶電力領(lǐng)域的新需求。根據(jù)高速電機(jī)用非晶、納米晶定子鐵心研究，在相同的頻率和磁密下，非晶定子鐵芯的損耗不到傳統(tǒng)硅鋼定子鐵芯的 10%，納米晶定子鐵芯的損耗僅為硅鋼定子鐵芯的 3% 左右（但納米晶工作飽和磁密相對(duì)較低，適用于工作頻率更高且對(duì)電機(jī)效率要求更高的應(yīng)用場(chǎng)合）。影響非晶電機(jī)普及的主要是非晶材料加工工藝不成熟以及規(guī)?；a(chǎn)之前價(jià)格較高的問(wèn)題，但隨著近年來(lái)企業(yè)加大相關(guān)投入，研究成果不斷涌現(xiàn)，如北極鷗、湘電股份等企業(yè)已有可量產(chǎn)的非晶電機(jī)產(chǎn)品出現(xiàn)。未來(lái)隨著技術(shù)進(jìn)一步成熟，非晶電機(jī)或成為非晶材料在電力領(lǐng)域的新需求點(diǎn)。折疊屏手機(jī)有望帶動(dòng)非晶合金結(jié)構(gòu)件需求

37、提升自 2010 年全球頂尖塊狀非晶合金公司美國(guó)Liquidmetal Technology 與蘋果簽署合作以來(lái)，非晶合金在 3C 產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展。Iphone4/4s 的 SIM 卡針最初即采用非晶合金材 料制作，OPPO、華為等品牌的部分智能手機(jī)的 SIM 卡針、卡槽以及轉(zhuǎn)軸方面也應(yīng)用了非 晶合金。2015 年圖靈機(jī)器人工業(yè)發(fā)布的圖靈手機(jī)采用鋯基非晶合金外框，強(qiáng)度比不銹鋼 和鈦更高，能夠保護(hù)手機(jī)免受強(qiáng)力沖擊和屏幕破損。目前，華為、小米、OPPO 等國(guó)內(nèi)主 要手機(jī)廠商 Face-ID 支架均已開始采用非晶合金材料，非晶合金在手機(jī)端的應(yīng)用再度延伸。圖 29：部分智能手機(jī)采用非晶合金 S

38、IM 卡針圖 30：圖靈手機(jī)采用非晶合金外框 資料來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)資料整理 長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)資料整理 長(zhǎng)城證券研究所2017 年華為整合國(guó)內(nèi)非晶合金生廠商，正式將非晶合金材質(zhì)應(yīng)用于手機(jī)部分硬件中。2020年 2 月其推出的第二代升級(jí)版折疊屏手機(jī) MateXs 鉸鏈選用鋯基非晶合金，2020 年 9 月柔宇推出的 FlexPai 2 折疊屏手機(jī)也部分采用了非晶合金材質(zhì)，與蘋果手機(jī)采用的鈦合金材料相比強(qiáng)度更高更耐用，能夠更有效地防止屏幕的過(guò)度機(jī)械傷害。圖 31：華為 Mate XS資料來(lái)源：長(zhǎng)城證券研究所鉸鏈?zhǔn)钦郫B屏手機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)智能機(jī)的最大創(chuàng)新，功能類似于筆記本電腦轉(zhuǎn)軸，是折疊屏手機(jī)核心部

39、件，包含一百多個(gè)細(xì)小組件，價(jià)值高達(dá)數(shù)百元。為了實(shí)現(xiàn)手機(jī)折疊屏緊密貼合以及平面展開等操作，鉸鏈需要保證精密限位、多次開合（至少 10 萬(wàn)次）、阻尼保護(hù)等功能，同時(shí)還必須兼具重量輕、尺寸小、性能穩(wěn)定的特性，因此折疊屏鉸鏈的制造工藝非常復(fù)雜，是折疊屏手機(jī)的核心技術(shù)之一。傳統(tǒng) CNC 以及沖壓技術(shù)已很難滿足鉸鏈的精度和輕薄度的要求，金屬注射成型（MIM 工藝）以及液態(tài)金屬（非晶）工藝成為實(shí)現(xiàn)鉸鏈高性能的關(guān)鍵工藝技術(shù)。圖 32：華為鷹翼鉸鏈專利資料來(lái)源：CNIPA 長(zhǎng)城證券研究所折疊屏手機(jī)從折疊形態(tài)來(lái)看大致有兩種劃分方式：橫向、豎向折疊以及內(nèi)折、外折。橫向折疊主要代表產(chǎn)品包括華為 Mate X、Mate

40、 Xs 等，旨在將手機(jī)與平板的功能合為一體，折疊狀態(tài)下是手機(jī)，展開之后成為平板；豎向折疊主要代表產(chǎn)品包括三星Galaxy Z Flip等，其目的在于追求設(shè)備的便攜性，是將普通手機(jī)進(jìn)行彎折變得小巧便于攜帶。從內(nèi)折、外折的角度看，內(nèi)折折彎半徑更小，對(duì)屏幕要求較高，需要使用壽命更長(zhǎng)的柔性屏幕，因此技術(shù)難度較大，成本更高；外折對(duì)屏幕要求相對(duì)較低，但需要承擔(dān)保護(hù)玻璃或保護(hù)膜強(qiáng)度不足帶來(lái)的“碎屏”、“裂屏”風(fēng)險(xiǎn)。表 7：折疊屏手機(jī)分類特點(diǎn)類型特點(diǎn)折疊方向橫向?qū)⑹謾C(jī)與平板的功能合為一體，折疊狀態(tài)下是手機(jī)，展開之后成為平板豎向追求設(shè)備的便攜性，是將普通手機(jī)進(jìn)行彎折變得小巧便于攜帶折疊方式內(nèi)折折彎半徑更小，對(duì)屏

41、幕要求較高，需要使用壽命更長(zhǎng)的柔性屏幕，因此技術(shù)難度較大，成本更高外折對(duì)屏幕要求相對(duì)較低，但需要承擔(dān)保護(hù)玻璃或保護(hù)膜強(qiáng)度不足帶來(lái)的“碎屏”、“裂屏”風(fēng)險(xiǎn)資料來(lái)源：長(zhǎng)城證券研究所折疊屏是未來(lái)手機(jī)的重要賣點(diǎn)，折疊屏手機(jī)能夠在原有功能的基礎(chǔ)上大幅強(qiáng)化手機(jī)的娛樂性能，充分滿足消費(fèi)者的需求。由于技術(shù)難度較高、工藝路線復(fù)雜，折疊屏手機(jī)目前價(jià)格居高不下，基本均在萬(wàn)元級(jí)別，影響市場(chǎng)拓展進(jìn)度，2019 年 9 月至 2020 年 6 月折疊屏“三巨頭”三星、華為和摩托羅拉總計(jì)銷量?jī)H 174 萬(wàn)臺(tái)。但根據(jù) IHS 預(yù)估，折疊屏手機(jī)的出貨量到 2025 年有望超過(guò) 5000 萬(wàn)臺(tái)，未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊。圖 33：折疊屏

42、手機(jī)將手機(jī)與平板電腦的功能合為一體資料來(lái)源：長(zhǎng)城證券研究所根據(jù)非晶中國(guó)數(shù)據(jù)，一個(gè)鋁合金手機(jī)殼經(jīng) CNC 工藝加共需要 21 道工序，118 分鐘，成本大約 275 元；而用鋯基非晶合金注射成型技術(shù)，只需要 4 道工序，時(shí)間 6 分鐘，成本 138元左右。以國(guó)內(nèi)手機(jī)年產(chǎn)量 12 億部，滲透率 10%估算，僅非晶手機(jī)殼市場(chǎng)即達(dá)到 150 億元以上，加上折疊屏手機(jī)鉸鏈以及其他微小零部件，非晶手機(jī)市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá) 200 億元以上。表 8：鉸鏈支撐件技術(shù)工藝極限厚度平面度尺寸精度非晶合金壓鑄0.80mm0.03mm0.02mm精密 MIM0.40mm0.1mm0.2mm資料來(lái)源：非晶中國(guó) 長(zhǎng)城證券研究所非

43、晶合金在軍工材料、體育器材等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用圖 34：特斯拉鷹翼門鎖扣圖 35：非晶合金在醫(yī)療器械中的應(yīng)用資料來(lái)源：汽車在線 長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源： 長(zhǎng)城證券研究所利用非晶合金制造的動(dòng)能穿甲彈穿甲深度較鎢合金提高 10-20%（第四代非晶穿甲彈可擊穿 700mm 裝甲鋼），具備類似貧鈾彈頭的高絕熱剪切敏感性、高強(qiáng)度和非常好的彈性，但同時(shí)又避免了貧鈾彈頭的放射性危害。除了用作穿甲彈彈頭外，非晶合金憑借極高的強(qiáng)度和彈性也可用作復(fù)合裝甲的夾層、輕量化和高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件， 如美國(guó)研發(fā)的 SAM2X5-630 鐵基非晶合金彈性極限達(dá)到 12.5Gpa，幾乎是傳統(tǒng)碳化鎢軍用裝甲的 3 倍，使用 34mm 海

44、軍火炮發(fā)射銅片進(jìn)行轟擊僅造成少許形變且很快復(fù)原。航天領(lǐng)域中，非晶合金憑借其無(wú)通道效應(yīng)的特點(diǎn)已被用于制造太陽(yáng)風(fēng)搜集器，并被選作火星探測(cè)計(jì)劃中鉆探巖石的鉆頭保護(hù)殼材料，未來(lái)隨著制造工藝進(jìn)步應(yīng)用領(lǐng)域有望進(jìn)一步拓展。非晶合金在體育器材中已廣泛應(yīng)用：Liquidmetal 公司已推廣非晶體育器材多年，高爾夫球桿球頭的能量傳遞特性是一個(gè)重要指標(biāo)，利用不銹鋼能量傳遞率在 60%左右，鈦合金材料能夠達(dá)到 70%，而利用塊狀非晶材料能夠達(dá)到 99%，顯著優(yōu)于其他材料。 采用非晶制造的滑雪板、棒球棒、網(wǎng)球拍、自行車也陸續(xù)開始商業(yè)化。圖 36：非晶合金在軍事航空領(lǐng)域應(yīng)用圖 37：非晶合金在體育器材中的應(yīng)用 資料來(lái)源

45、：材易通 長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：材易通 長(zhǎng)城證券研究所國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)一直致力于探索非晶合金作為高性能材料應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用研究。根據(jù)金太陽(yáng)(300606.SZ)2019 年 12 月公告，該公司與中國(guó)空間技術(shù)研究院開展航天器用非晶合金反射鏡樣品試制和驗(yàn)證試驗(yàn)方面的技術(shù)合作，其研究成果主要應(yīng)用于空間光學(xué)遙感器，對(duì)成像衛(wèi)星的成像質(zhì)量起到關(guān)鍵作用。非晶合金作為反射鏡及鏡框一體化制造的新型材料，能大幅縮短航天器反射鏡制備工藝流程，提升成像精度，相關(guān)技術(shù)落地將進(jìn)一步推動(dòng)非晶合金在基礎(chǔ)科學(xué)與工程領(lǐng)域的交叉融合。納米晶材料無(wú)線充電小型設(shè)備接收端主流材料無(wú)線充電目前多應(yīng)用電磁感應(yīng)技術(shù)無(wú)線充電技術(shù)可以分

46、為四種類型：第一類是通過(guò)電磁感應(yīng)進(jìn)行短程傳輸，它的特點(diǎn)是傳輸距離短、使用位置相對(duì)固定，但是能量效率較高、技術(shù)簡(jiǎn)單，很適合作為無(wú)線充電技術(shù)使用。第二類是將電能以電磁波“射頻”或非輻射性諧振“磁共振”等形式傳輸，它具有較高的效率和非常好的靈活性，是目前業(yè)內(nèi)的開發(fā)重點(diǎn)。第三類是“電場(chǎng)耦合”方式，它具有體積小、發(fā)熱低和高效率的優(yōu)勢(shì)，缺點(diǎn)在于開發(fā)和支持者較少，不利于普及。第四類則是將電能以微波的形式無(wú)線傳送發(fā)射到遠(yuǎn)端的接收天線，然后通過(guò)整流、調(diào)制等處理后使用，雖然這種方式能效很低，但使用最為方便，英特爾是這項(xiàng)方案的支持者。圖 38：常用無(wú)線充電方式及其特性資料來(lái)源：中研非晶官網(wǎng) 長(zhǎng)城證券研究所電磁感應(yīng)方

47、式：目前見到的無(wú)線充電技術(shù)，大多采用電磁感應(yīng)技術(shù)。原理類似于分離式變壓器，將發(fā)射端的線圈和接收端的線圈放在兩個(gè)分離的設(shè)備中，當(dāng)電能輸入到發(fā)射端線圈時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)感應(yīng)到接收端的線圈、就產(chǎn)生了電流，即實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸。該技術(shù)目前較為成熟，手機(jī)、牙刷、耳機(jī)等無(wú)線充電設(shè)備多采用該技術(shù)，但傳輸距離有限，只能在數(shù)毫米至 10 厘米的范圍內(nèi)工作，對(duì)設(shè)備的擺放有一定的要求，加上能量呈發(fā)散式，能源效率不高。磁共振方式：與電磁感應(yīng)方式相比，磁共振技術(shù)在距離上有一定的寬容度，可以支持?jǐn)?shù)厘米至數(shù)米的無(wú)線充電，使用上更加靈活。磁共振使用兩個(gè)規(guī)格完全匹配的線圈，一個(gè)線圈通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，另一個(gè)線圈因此共振、產(chǎn)生

48、的電流就可以給設(shè)備充電。除了距離較遠(yuǎn)外，磁共振方式還可以同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電，并且對(duì)設(shè)備的位置并沒有嚴(yán)格的限制，使用靈活度在各項(xiàng)技術(shù)中居于榜首。在傳輸效率方面，磁共振方式可以達(dá)到 40% 60%，僅次于電場(chǎng)耦合方式。電場(chǎng)耦合方式：通過(guò)沿垂直方向耦合的兩組非對(duì)稱偶極子而產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)來(lái)傳輸電力，其基本原理是通過(guò)電場(chǎng)將電能從發(fā)送端轉(zhuǎn)移到接收端。相對(duì)比傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)方式，電場(chǎng)耦合具有充電時(shí)設(shè)備位置水平自由度較高、電極可以實(shí)現(xiàn)輕薄化、傳輸過(guò)程中發(fā)熱較低、電力利用效率較高的優(yōu)點(diǎn)。電波接收方式：類似于常用的WiFi 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，該方式采用電波作為能量的傳遞信號(hào)，接收方收到能量波后，再通過(guò)共振電路和整流電路

49、將其還原為設(shè)備可用的直流電。電波接收方式的缺點(diǎn)在于能量利用效率非常低，傳輸功率極小，如果用于手機(jī)充電耗時(shí)將非常長(zhǎng)；但其優(yōu)點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸電能，做到隨時(shí)隨地充電。無(wú)線充電手機(jī)軟磁材料中納米晶材料為最優(yōu)選擇圖 39：無(wú)線充電設(shè)備中軟磁材料的應(yīng)用資料來(lái)源：艾邦產(chǎn)業(yè)通 艾邦智造 長(zhǎng)城證券研究所無(wú)線充電場(chǎng)景涉及電生磁與磁生電的過(guò)程，磁場(chǎng)的改變會(huì)在金屬中形成感應(yīng)電流（渦流效應(yīng)），從而弱化磁場(chǎng)強(qiáng)度并產(chǎn)生熱量。而隔磁材料的加入可以使得大部分磁力線聚集并通過(guò)磁性材料而非通過(guò)金屬層，從而提高磁場(chǎng)強(qiáng)度，并降低熱量。目前較為常見的隔磁材料包括鐵氧體、鐵基非晶及鐵基納米晶材料等。圖 40：隔磁材料原理資料來(lái)源：中

50、研非晶官網(wǎng) 長(zhǎng)城證券研究所軟磁鐵氧體：生產(chǎn)成本低，磁導(dǎo)率雖然較低，但在不同頻率下磁導(dǎo)率相對(duì)穩(wěn)定。缺點(diǎn)在于加工成薄片容易斷裂破碎，成品率低。同時(shí)其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度不高，需要更大的厚度，防止大電流充電時(shí)磁片飽和導(dǎo)致的失效及發(fā)熱，難以滿足手機(jī)等電子設(shè)備小型化對(duì)材料超輕超薄的需求，通常用作發(fā)射端或大功率設(shè)備的接收端。非晶合金：很高的磁導(dǎo)率、低的矯頑力和磁損耗以及高的飽和磁感強(qiáng)度；同時(shí)強(qiáng)度高、耐磨損。缺點(diǎn)在于熱處理后材料韌性下降，后續(xù)加工難度較大，生產(chǎn)效率難以保證。納米晶：兼?zhèn)淞髓F基非晶合金的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bs 和鈷基非晶合金的高磁導(dǎo)率特性。雖然納米晶合金的 Bs 值低于鐵基非晶和硅鋼，但其在高磁感下

51、的高頻損耗遠(yuǎn)低于后者，并具有更好的耐蝕性和磁穩(wěn)定性。納米非晶材料的磁導(dǎo)率、充電效率要高于鐵氧體，而且可以做到柔軟超薄，是目前小型無(wú)線充電設(shè)備的主流材料。缺點(diǎn)在于磁導(dǎo)率隨頻率上升降低的較快、材料容易破碎后續(xù)加工難度大、價(jià)格相對(duì)鐵氧體更高。表 9：鐵氧體和非晶及納米晶合金材料主要參數(shù)對(duì)比軟磁材料飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs/T矯頑力Hc/Am 1初始磁導(dǎo)率i飽和磁致伸縮系數(shù) s/106居里溫度TC/電阻率/cm損耗Pc/mWcm 3軟磁鐵氧體PC400.5152300-0.620065010670420(0.2T，25 kHz) (0.2 T，100kHz)軟磁鐵氧體PC900.54132200250600

52、10668(0.2 T，25 kHz)320 (0.2 T，100 kHz）軟磁鐵氧體PC950.539.53300-0.6215600106280（0.2 T，100 kHz）軟磁鐵氧體HS720.416.07500130201061500（0.2 T，100 kHz）鐵基非晶合金2605SAI 厚度0.025mm1.593.24500027392130180（0.4 T，10 kHz）鈷基非晶合金2714A 厚度0.015mm0.570.2170000122514291.1（0.5 T，20 kHz）303.6（0.2 T，100 kHz）鐵基納米晶合金FeCuNbSiB 厚度 0.018

53、 mm1.240.531570002.184312015.4（0.2 T，20 kHz）280（0.2 T，100 kHz）資料來(lái)源：無(wú)線充電用磁屏蔽材料長(zhǎng)城證券研究所隨著厚度的增加，充電效率在不斷提升，但納米晶不是越厚越好，到 0.1mm 時(shí)基本飽和，因此，在設(shè)計(jì)無(wú)線充電模塊時(shí)，納米晶導(dǎo)磁片不需要做的太厚，會(huì)增加材料成本。鐵氧體的規(guī)律與納米晶類似，磁導(dǎo)率越高，充電效率越高，厚度越厚，充電效率也越高，但在同等充電效率下，納米晶磁片的厚度僅為鐵氧體的一半。圖 41：納米晶材料對(duì)比鐵氧體材料同充電效率下更輕薄資料來(lái)源：艾邦產(chǎn)業(yè)通 艾邦智造 長(zhǎng)城證券研究所無(wú)線充電市場(chǎng)發(fā)展迅速 有望帶動(dòng)納米晶需求近年

54、來(lái)，隨著無(wú)線充電技術(shù)逐漸發(fā)展，無(wú)線充電在手機(jī)已經(jīng)有普及的趨勢(shì)，在穿戴領(lǐng)域也有很多產(chǎn)品融入日產(chǎn)生活，未來(lái)在家居、辦公室、公共場(chǎng)所、出行工具、交通等多種場(chǎng)合都有望迎來(lái)無(wú)線充電產(chǎn)品的普及。圖 42：無(wú)線充電應(yīng)用廣泛資料來(lái)源：艾邦產(chǎn)業(yè)通 艾邦智造 長(zhǎng)城證券研究所手機(jī)無(wú)線充電此前推廣速度較慢，原因主要在于充電速度與有線相比過(guò)慢、放置位置要求嚴(yán)苛導(dǎo)致有時(shí)手機(jī)無(wú)法順利充電。隨著近年來(lái)技術(shù)進(jìn)步，這兩年障礙已基本實(shí)現(xiàn)突破。無(wú)線充電速度過(guò)慢的問(wèn)題已得到解決：2019 年 9 月小米推出的小米 9 Pro 無(wú)線充電速度達(dá)到 30W，2020 年 8 月推出的小米 10 至尊紀(jì)念版無(wú)線充電速度更達(dá)到 50W，超過(guò)大多

55、數(shù)有線充電速度。蘋果最新推出的 iPhone12 一改此前 7.5W 的無(wú)線充電效率，達(dá)到 15W的充電速度，也接近上一代有線充電速度。放置位置嚴(yán)苛的要求可通過(guò)設(shè)備改進(jìn)優(yōu)化：蘋果 iPhone12 采用磁吸式無(wú)線充電，在手機(jī)保護(hù)套及 MagSage 充電器中均內(nèi)置磁鐵，使得手機(jī)在充電時(shí)自動(dòng)校正位置，不必?fù)?dān)心放置錯(cuò)位導(dǎo)致無(wú)法順利充電，實(shí)現(xiàn)蘋果定義中的隨意放置充電。安卓機(jī)只有平躺式充電器容易出現(xiàn)放置錯(cuò)位的情況，立式無(wú)線充電器在寬度一定的情況下，基本上也可以實(shí)現(xiàn)隨意放置即可充電的效果。圖 43：iPhone12 采用磁吸式無(wú)線充電資料來(lái)源：長(zhǎng)城證券研究所隨著無(wú)線充電手機(jī)逐漸普及，預(yù)裝無(wú)線充電設(shè)備的新

56、車種類也不斷增加。截止 2020 年 10月，全部1275 個(gè)車系中已有331 個(gè)車系擁有預(yù)裝無(wú)線充電設(shè)備的車型，總車型也達(dá)到1435個(gè)，占全部車型的 11.9%。圖 44：預(yù)裝無(wú)線充電設(shè)備車型比例119931275143533114000120001000080006000400020000車系車型預(yù)裝無(wú)線充電車型所有車型資料來(lái)源：汽車之家 長(zhǎng)城證券研究所根據(jù)充電頭網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，截止 2019 年 11 月，市場(chǎng)上已有 252 款手機(jī)支持無(wú)線充電。隨著手機(jī)更新?lián)Q代不斷加快，目前無(wú)線充電手機(jī)或已超過(guò) 300 款，小米、華為、三星、蘋果等手機(jī)巨頭均在旗艦機(jī)型實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，2019 年

57、無(wú)線充電市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到 86 億美元，2024 年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 150 億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 12%。從市場(chǎng)拆分角度看，消費(fèi)電子及汽車占比較高，分別達(dá)到 36%、29%，工業(yè)、航空軍工（如無(wú)人機(jī)無(wú)線充電）、醫(yī)療（植入式醫(yī)療器械）分別占 17%、10%、8%。圖 45：無(wú)線充電市場(chǎng)規(guī)模（億美元）1431501261151018660422617160140120100806040200201520162017201820192020E2021E2022E2023E2024E資料來(lái)源：智研咨詢 長(zhǎng)城證券研究所2019 年無(wú)線充電手機(jī)銷售量接近 4 億臺(tái)，到 2024 年有望超過(guò) 12 億臺(tái)。隨著無(wú)線充電市場(chǎng)規(guī)模不斷增長(zhǎng)，納米晶材料有望迎來(lái)需求爆發(fā)，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)如宜安科技、安泰科技等企業(yè)有望從中顯著受益。圖 46：無(wú)線充電將在智能手機(jī)中快速滲透圖 47：無(wú)線充電市場(chǎng)拆分（按價(jià)值）資料來(lái)源：智研咨詢 長(zhǎng)城證券研究所資料來(lái)源：智研咨詢 長(zhǎng)城證券研究所標(biāo)的公司宜安科技：塊狀非晶龍頭公司是一家集輕合金材料研發(fā)、生產(chǎn)、營(yíng)銷為一體的國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，液態(tài)金屬、生物可降解醫(yī)用鎂合金、鎂鋁合金汽車產(chǎn)品為公司三大重點(diǎn)板塊業(yè)務(wù)