近日,中国科学院院士、中国科学院东莞材料科学与技术研究所所长汪卫华团队宣布,其自主研发的高频软磁纳米晶合金已实现量产交付。团队将人工智能(AI)技术贯穿于成分设计、性能预测、工艺优化到产业化落地的全链条,有效破解了传统材料研发周期长、试错成本高、性能优化难等痛点,在非晶材料产业化进程中迈出关键一步。
AI辅助JSN系列高频高磁导率软磁纳米晶合金成分开发及规模化制备。研究团队供图,下同
据介绍,团队基于前期开发的FeCoMoBSiNbCu极细纳米晶合金成分,借助AI辅助成分设计模型与MatChat材料科学智能体,精准筛选最优成分配比,并利用AI模拟仿真技术优化制备工艺参数,大幅缩短了传统“试错式”研发周期。目前,团队已成功开发出JSN系列高频纳米晶软磁合金,并完全掌握该系列新材料的生产制备及后处理技术。
该材料具备突出的高频高磁导率与低损耗特性,经实验室多维度测试及中试规模化验证,核心性能指标达行业领先水平。这一特性正是AI时代下电力电子器件实现小型化、高效化的关键。作为新能源汽车车载共模电感的新一代核心材料,它能显著提升抗电磁干扰能力,使车辆运行更灵敏、更安全、更节能。
高频软磁纳米晶合金带材及其应用的车载共模电感。
目前,该材料已实现规模化量产并获得市场广泛认可,预计年销售额超过千万元。团队积极拓展产业化合作,联合东莞昱懋等多家具备产业优势的企业,推动该材料在新能源汽车电控、车载电源等关键场景中的规模化应用,累计带动下游新增产值超亿元,有效发挥了新材料对产业链的牵引作用。
经过持续的市场拓展与产品验证,该系列产品已成功导入三星、比亚迪、威迈斯、台达、光宝集团等国内外头部企业的供应链。尤其在新能源汽车领域,实现了高频软磁材料自主化应用的实质性突破,打破了国外同类材料的技术垄断,为我国新能源汽车产业高质量发展提供了关键材料支撑。
AI辅助新型高频低损耗非晶粉末材料体系的关键技术储备。
与此同时,JSN系列高频软磁非晶材料也已通过初步验证,有望应用于中子散裂源强流质子同步加速器的磁合金加载腔等关键装备,助力我国中子散裂源相关设备核心材料自主化,争取在战略领域实现新突破,为我国高端装备自主化提供关键材料支撑。
在布局软磁合金带材的同时,团队同样以AI技术为核心驱动力,依托大数据分析与性能预测模型,完成了新型高频低损耗非晶粉末材料体系的关键技术储备。目前已具备从成分设计、粉末制备、性能评价到应用适配的完整研发能力,为拓展高端应用、突破技术瓶颈奠定了坚实的材料基础。
基于JSN高频纳米晶软磁合金的新能源汽车用跑道型共模电感器件开发及示范应用。
为加速技术落地,团队主动对接行业龙头企业,与铂科新材、风华高科、大疆等在高端电子元器件、表面工程、具身智能等领域拥有核心技术优势的企业,开展前期技术交流与需求对接。团队已向企业提供样品,正处于材料使役性能验证阶段。双方围绕芯片集成电感、超耐蚀涂层、高速电机等前沿应用方向,初步达成共同开发意向,为后续联合研发与成果转化打下基础。
下一步,团队将持续深化AI技术应用,重点推进中试基地建设,实现材料规模化生产的提质增效、降本降耗,为后续大规模市场化供应提供保障,加速新材料“技术研发-成果转化-市场反馈-迭代优化”的良性循环。
团队还将进一步拓展非晶材料在新兴产业、未来产业的示范应用:推动JSN系列高频纳米晶软磁合金在高铁牵引系统、AI超算中心电源模块等国家战略领域,以及高性能非晶纳米晶软磁粉末在芯片电感、原子制造、高端涂层等前沿领域的核心技术攻关与成果应用,全面提升我国在高端软磁材料领域的核心竞争力。
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