비정질 합금은 급속 냉각 공정을 통해 얻은 특수한 유형의 금속 재료입니다. 2023년 ASM International에 따르면, 이 소재의 입자가 없는 특성은 히스테리시스 손실을 줄이는 데 도움이 되어 모터 코어 애플리케이션에서 뛰어난 에너지 효율을 제공합니다.
비정질 합금은 기존 실리콘강에 비해 와전류 손실을 크게 줄일 수 있기 때문에 가전제품, 신에너지 자동차 및 대규모 산업 장비 분야에서 점점 더 많은 엔지니어와 R&D 인력의 관심을 받고 있습니다.
비정질 합금 유형 및 응용 분야
매사추세츠 공과 대학(MIT)의 재료 부서에 따르면 비정질 합금은 주로 철 기반, 코발트 기반 및 니켈 기반의 다양한 화학 성분 조합으로 나뉘는 다양한 형태로 존재합니다. 철 기반 비정질 합금은 상대적으로 제어 가능한 비용과 안정적인 성능으로 인해 일반적으로 가정용 전기 모터와 중소형 산업용 모터에 사용됩니다. 코발트 기반 합금은 임피던스 특성과 강도 이점을 결합하여 특정 군사 및 의료 장비에 선호되지만 가격이 더 높습니다. 니켈 기반 합금은 부식 및 산화 저항성으로 잘 알려져 있으며, 고급 애플리케이션에 필요한 정밀도와 결합되는 경우가 많습니다. 예를 들어, 고속 브러시리스 DC 모터에 철 기반 비정질 합금을 사용하면 에너지 효율과 소음 감소 사이의 균형을 맞출 수 있습니다.
비정질 합금 시장 현황
업계 보고서에 따르면 글로벌 모터 코어 비정질 합금 시장은 2024년 8,100만 달러 규모로 추정되며 2025~2031년 예측 기간 동안 11.5%의 연평균 성장률로 성장하여 2031년에는 1억 7,700만 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
유럽의 독일은 풍력 터빈 분야의 타당성을 검증하기 위해 2021년부터 비정질 합금 모터에 대한 테스트 프로그램에 착수하고 있습니다. 현지 엔지니어 협회(VDI)는 비정질 합금 코어를 채택하면 장비의 전반적인 전자기 성능을 약 5~15% 향상시킬 수 있다고 보고했습니다.
미국과 캐나다는 새로운 에너지 차량 분야에 중점을두고 있으며, 전기 구동 메인 모터 시험 비정질 합금에 많은 부품 제조업체가 있으며, 목표는 파워 트레인의 효율성을 향상시키는 것입니다. 공개 통계에 따르면 비정질 합금 모터 특허 출원에 대한 북미 지역이 빠르게 증가하고 있으며 R & D 자금에 계속 투자 할 것으로 예상됩니다.
일본은 성숙한 금속 재료 연구 개발 전통을 가지고 있으며, 히타치 금속 (히타치 금속) 및 기타 기업에서 비정질 합금 제조 분야의 Metglas 브랜드에 대한 깊은 축적을 보유하고 있습니다. 중국에는 에어컨 컴프레서 모터와 신에너지 자동차 구동 모터에 초점을 맞춰 대량 생산 공정과 실제 적용을 적극적으로 모색하는 연구 기관과 기업도 있습니다.
쑤저우의 한 모터 제조업체는 2024년 초에 가정용 에어컨 모터의 소량 생산에 철 기반 비정질 합금을 적용하는 파일럿 기술 업그레이드를 시작했습니다. 이벤트 후 통계에 따르면 모터의 작동 소음이 약 2~3dB 감소하고 에너지 소비가 약 3.2% 감소한 것으로 나타났습니다. 기업 내부 인터뷰 기록에 따르면 재료의 자기 투과성 특성과 기계적 강도의 안정성을 보장하기 위해 열 방출 방식의 추가 최적화도 수행되었습니다. 그 후, 이 회사는 대량 생산에서 실행 가능한 경험을 쌓기 위해 상업용 냉동 장비 모터를 계속 실험할 계획입니다.
전문가 의견
인터뷰 중에 익명을 요구 한 일본 전기 엔지니어는 모터 코어에 사용되는 비정질 합금은 에너지 소비를 크게 줄일 수 있지만 절단, 스탬핑 및 후속 어닐링에 대한 요구 사항이 더 엄격하고 절연 처리 공정이 더 복잡하다고 지적했습니다.
베이징 공과대학교 재료학부의 선 교수는 비재래식 합금을 용광로에서 재사용하는 기술이 아직 연구 중이므로 재제조 및 재활용 부문에 주목할 필요가 있다고 말했습니다. 일부 업계 전문가들은 공급망, 가공 비용 및 최종 판매 가격을 시장 수요에 맞게 조정할 수 있도록 더 많은 적용 사례를 관찰하는 것을 선호합니다.
비정질 합금 Q&A
모터 코어에 비정질 합금이 사용되는 이유는 무엇인가요?
ASM International의 분석에 따르면 이러한 금속은 급속 냉각 시 입자가 없는 구조를 형성하여 자기 손실이 현저히 낮고 에너지 효율이 향상됩니다.
다른 조성의 합금 간에는 어떤 차이점이 있나요?
철 기반 합금은 비용이 상대적으로 허용되는 가정용 및 중형 산업용 전기 기계 애플리케이션에 일반적이며, 코발트 기반은 군용 및 의료 장비에 적합하고 니켈 기반은 고온 또는 내식성이 요구되는 곳에서 선호됩니다.
대량 생산을 실험하고 있는 국가는 어디인가요?
독일, 미국, 일본이 어느 정도 노력을 기울이고 있으며, 특히 신에너지 자동차, 전력 장비 및 기타 제품의 프로토타입을 제작하고 있습니다.
실제 적용에 어떤 어려움이 있나요?
제조 공정, 후속 처리 및 재사용 프로세스는 여전히 개선되어야 하며, 업계는 일반적으로 품질 관리, 가격 및 대량 생산 신뢰성에 대해 관망하는 태도를 유지하고 있습니다.