隨著當(dāng)前社會(huì)的飛速發(fā)展，軸承鋼已廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械、裝備制造、交通運(yùn)輸、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)的軸承和軸承鋼制造行業(yè)經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展，逐漸形成了較為完善的工業(yè)體系。國(guó)內(nèi)軸承與軸承鋼的研發(fā)與生產(chǎn)，以及軸承鋼產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提升，使中國(guó)逐漸成為世界軸承制造大國(guó)，并朝著制造強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。

• 工藝改進(jìn)。基于軸承鋼的常規(guī)馬氏體淬回火處理，已陸續(xù)研發(fā)出貝氏體等溫淬火、馬氏體-貝氏體等溫淬火、貝氏體變溫淬火等新的熱處理工藝。針對(duì)當(dāng)前研究較多的貝氏體軸承鋼，首先，應(yīng)注意貝氏體等溫淬火工藝的適用性，熱處理工藝的選擇應(yīng)根據(jù)軸承的工作環(huán)境以及實(shí)際使用性能要求來(lái)確定；其次，對(duì)于貝氏體等溫淬火介質(zhì)的改良，未來(lái)應(yīng)盡量避免過(guò)多使用有毒的硝鹽，研發(fā)更環(huán)保的淬火介質(zhì)；第三，由于貝氏體等溫溫度較低，導(dǎo)致整個(gè)熱處理過(guò)程加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，這無(wú)疑增加了企業(yè)制造成本，因此對(duì)于貝氏體轉(zhuǎn)變時(shí)間的縮減應(yīng)是未來(lái)的研究重點(diǎn)之一。此外，國(guó)內(nèi)軸承鋼的冶煉工藝流程雖基本與國(guó)際水平接軌，但國(guó)內(nèi)廢鋼冶煉占比較大，精煉過(guò)程中真空度不達(dá)標(biāo)，鋼中氧含量波動(dòng)偏大，導(dǎo)致非金屬夾雜物、碳化物的控制難以達(dá)到評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。最后，還應(yīng)借鑒國(guó)外真空脫氣、夾雜物均勻化等先進(jìn)冶煉工藝，實(shí)現(xiàn)超潔凈、超長(zhǎng)壽命軸承鋼的國(guó)產(chǎn)化。

• 內(nèi)部質(zhì)量控制。第一，對(duì)于氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的控制以及夾雜物在鋼中的分布均勻性應(yīng)有更為精細(xì)的檢測(cè)與控制標(biāo)準(zhǔn)，未來(lái)對(duì)于鋼中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)穩(wěn)定在0.0006%以下，鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于0.0015%，降低或消除鋼中硬脆夾雜物導(dǎo)致的疲勞剝落與斷裂，將夾雜物對(duì)鋼材質(zhì)量的影響降到最低；第二，針對(duì)國(guó)內(nèi)軸承鋼較為突出的碳化物不穩(wěn)定甚至是超標(biāo)問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)控軋控冷、周期性球化退火以及循環(huán)感應(yīng)球化退火等先進(jìn)工藝，盡可能消除鋼中的碳化物偏析，提升碳化物分布的均勻性，實(shí)現(xiàn)組織細(xì)化與均勻化；第三，優(yōu)化冶煉過(guò)程中的連鑄工藝，減少鋼中的低倍組織缺陷，降低鑄坯中心疏松、縮孔，嚴(yán)格控制成分偏析，改善連鑄坯的質(zhì)量。

• 表面改性。針對(duì)日益復(fù)雜的工作環(huán)境，盡可能基于表面滲碳、碳氮共滲等原有的表面處理工藝，結(jié)合表面涂層、熔覆等新的表面改性技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面性能的優(yōu)化，延長(zhǎng)軸承的疲勞壽命，開發(fā)出適應(yīng)不同工作環(huán)境的軸承鋼產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)軸承鋼由單一性向多元化的特色發(fā)展。

• 檢測(cè)設(shè)備與技術(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。首先，國(guó)內(nèi)軸承行業(yè)生產(chǎn)集中度低，各軸承制造企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，由于大部分中小企業(yè)高精密檢測(cè)設(shè)備缺乏，諸如微觀夾雜物、網(wǎng)狀碳化物、表面缺陷等很難被檢出，最終導(dǎo)致不合格產(chǎn)品流入市場(chǎng)；其次，國(guó)內(nèi)軸承行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于部分有害元素含量、夾雜物以及碳化物的尺寸及分布未做評(píng)級(jí)要求，對(duì)于脫碳層、尺寸精度的控制不夠嚴(yán)格；另外，目前國(guó)外對(duì)于鋼中殘余奧氏體及殘余應(yīng)力的檢測(cè)評(píng)定均有相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)，而中國(guó)對(duì)于鋼中殘余應(yīng)力的檢測(cè)分析尚未納入控制指標(biāo)，對(duì)此今后應(yīng)結(jié)合國(guó)內(nèi)外軸承行業(yè)發(fā)展實(shí)際情況，制定統(tǒng)一的技術(shù)評(píng)價(jià)體系以及完備的檢測(cè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量，提升國(guó)內(nèi)軸承產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。

• 吸聲材料領(lǐng)域：一般來(lái)說(shuō)，多孔材料均具有一定的吸聲性能，多孔金屬也不例外，如泡沫鋁。影響多孔金屬材料吸聲性能的主要因素有材料厚度、孔隙率、空腔厚度、表面涂層、環(huán)境溫度等因素，從材料自身來(lái)說(shuō)，材料內(nèi)部的孔隙分布影響最大，其關(guān)鍵在于：微孔是相互連通的，在一定孔徑范圍內(nèi)，材料內(nèi)部孔隙率越高，孔徑越大，其吸聲效果越好，而閉孔的吸聲作用相對(duì)較小，甚至不起吸聲作用。與傳統(tǒng)的木質(zhì)纖維板及無(wú)機(jī)保溫板相比，多孔金屬材料不僅具有吸聲降噪的功能，而且兼具高的比強(qiáng)度、防火、減震、防潮、環(huán)保等優(yōu)良性能。

• 過(guò)濾與分離：多孔金屬材料的孔隙率在30-80%之間，孔徑分布在10nm-600μm之間，具有優(yōu)良的流體透過(guò)性能，由其制備的過(guò)濾材料被廣泛地應(yīng)用于汽車、化工、冶金、制藥及水處理等不同領(lǐng)域。與多孔陶瓷相比，其強(qiáng)度和延展性明顯更高，且在機(jī)械加工和焊接方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但在耐高溫及耐腐蝕方面仍有很大差距。

• 催化劑載體：目前，多采用多孔陶瓷材料作為催化劑載體，但是在強(qiáng)度、韌性和導(dǎo)熱性上，多孔金屬材料具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可使其作為催化劑載體材料的新的選擇，提高催化效率。如可用于乙醇的選擇性氧化、石油化工中的己烷重組反應(yīng)工程；又如在多孔金屬薄片表面涂抹催化劑漿體，并通過(guò)軋制成型和高溫處理，可用來(lái)處理氮氧化物等電廠廢氣。

• 醫(yī)用生物材料領(lǐng)域：根據(jù)多孔金屬的過(guò)濾分離功能，在抗菌素藥物生產(chǎn)時(shí)常使用多孔合金制成的過(guò)濾器過(guò)濾不需要的細(xì)菌，采用多孔鈦管進(jìn)行氯霉素水解物過(guò)濾、四咪唑生產(chǎn)中活性炭的過(guò)濾等。此外還有利用多孔金屬材料所具有的開放多孔狀結(jié)構(gòu)，例如由鈦及鈦合金制備的多孔材料，因與人體組織有良好的相容性且對(duì)人體無(wú)害，且其自身具有的機(jī)械強(qiáng)度及楊氏模量可通過(guò)調(diào)整孔隙率與人體天然骨骼相匹配，同時(shí)具有很好的減振效果，多被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中骨科植入物、椎體融合等椎間盤疾病的治療。 

• 建筑材料領(lǐng)域：在目前大多數(shù)建筑工程中，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐火阻燃的保溫構(gòu)件應(yīng)用十分廣泛，傳統(tǒng)的保溫材料如聚氨酯泡沫板、巖棉等不具備一定的承重能力和防火功能，在使用過(guò)程中經(jīng)常易引發(fā)火災(zāi)事故。而多孔金屬材料在建筑材料方面的應(yīng)用填補(bǔ)了傳統(tǒng)保溫材料的不足，其獨(dú)特的視覺效果也可用于裝飾材料，不僅被工業(yè)人士重視，同時(shí)也深受設(shè)計(jì)師和藝術(shù)家的青睞。

• 汽車工業(yè)及航空航天領(lǐng)域：金屬多孔材料作為結(jié)構(gòu)材料，還可用在汽車、航空航天領(lǐng)域。目前輕質(zhì)、具有高剛度、吸能和吸音性能的多孔鋁已在汽車上得到應(yīng)用，如德國(guó)Karmann汽車公司研制的三明治式復(fù)合多孔鋁制車頂蓋板，與比原來(lái)的鋼構(gòu)件相比，剛度提高了7倍左右，而重量卻減輕了3/4。另外，多孔金屬所具有的輕質(zhì)高強(qiáng)、阻燃、高阻尼性能、電磁屏蔽、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能，可以取代航天工業(yè)中使用的蜂窩結(jié)構(gòu)材料、高分子粘彈材料及輕質(zhì)傳熱支撐構(gòu)件，制作飛機(jī)機(jī)翼金屬外殼的支撐體，宇宙飛船的起落架、宇航員空間行走的保暖裝置等。

硅鋼是一種鐵硅合金，具有優(yōu)于其他類型鋼合金的磁性，使其針對(duì)從電力和配電變壓器到電動(dòng)機(jī)的各種電機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化。

硅鋼僅占2020年20億噸全球鋼鐵的1%，但其供應(yīng)被視為車企電氣化計(jì)劃以及各種能源轉(zhuǎn)型舉措的日益關(guān)鍵投入。電動(dòng)機(jī)在新能源汽車中是重要的組成部分。這些系統(tǒng)通過(guò)為定子中的銅繞組通電，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)，然后使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

商業(yè)硅鋼市場(chǎng)分為兩大類：取向性硅鋼片（GOES）和無(wú)取向硅鋼（NOES）：

• 取向性硅鋼片（GOES）用于變壓器等靜態(tài)機(jī)械，需要單向磁化，而無(wú)取向硅鋼（NOES）用于電機(jī)和發(fā)電機(jī)等需要多向磁化的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。無(wú)取向硅鋼（NOES）的應(yīng)用范圍很廣，包括消費(fèi)電器（洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等）、供暖、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）（包括家用制冷）、汽車應(yīng)用、小型、中型和大型工業(yè)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、泵等。由于對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的需求量大幅增加，2019年全球無(wú)取向硅鋼（NOES）產(chǎn)量大大超過(guò)了當(dāng)年生產(chǎn)的取向性硅鋼片（GOES）數(shù)量。

汽車制造商直接用到無(wú)取向硅鋼（NOES），但他們也間接接觸到取向性硅鋼片（GOES）。

• 無(wú)取向硅鋼（NOES）是用于混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)制造的直接材料輸入，以及許多低功率電機(jī)應(yīng)用，從用于電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向、機(jī)油和燃油泵的高負(fù)荷循環(huán)電機(jī)到用于舒適和便利的短時(shí)電動(dòng)機(jī)，如電動(dòng)座椅調(diào)節(jié)或天窗。每輛車平均安裝約35至45個(gè)低功率電機(jī)，其中約20個(gè)在B段，80個(gè)在E段（一些極端，如梅賽德斯S級(jí)，有100多臺(tái)電機(jī)）。
  

不同電機(jī)類型之間的關(guān)鍵區(qū)別在于正在使用的無(wú)取向硅鋼（NOES）等級(jí)。作為參考，輕質(zhì)混合動(dòng)力電機(jī)使用不到10美元的高檔無(wú)取向硅鋼（NOES），而電動(dòng)汽車將使用高品位無(wú)取向硅鋼（NOES）需求量急增，每電機(jī)使用60至150美元，稱為xEV等級(jí)，在某些配置中，這甚至可以代表每輛車超過(guò)300美元的無(wú)取向硅鋼（NOES）含量，例如，當(dāng)前軸和后軸上配備單獨(dú)的牽引電機(jī)以獨(dú)立為四個(gè)車輪提供動(dòng)力時(shí)，如Rivian R1T。這種xEV等級(jí)是容量限制問(wèn)題正在出現(xiàn)的地方。

• 分類：高溫合金可按不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，可按制造成型工藝、強(qiáng)化方式、合金的主要元素等來(lái)分類，目前，因鎳基高溫合金的耐熱性相對(duì)較強(qiáng)，因此應(yīng)用較為廣泛，在市場(chǎng)上份額占比較多，已達(dá)80%。

• 應(yīng)用：高溫合金憑借其優(yōu)異的抗熱腐蝕、抗氧化及應(yīng)變性能，最初被應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的首選材料，隨著技術(shù)的發(fā)展和高溫合金的產(chǎn)量提升，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，在民用工業(yè)中也有了一片天地，如能源動(dòng)力、石油化工、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、玻璃建材等。

• 發(fā)展趨勢(shì)

• 發(fā)展趨勢(shì)

• 供應(yīng)情況：在鋼廠接單壓力增加的現(xiàn)實(shí)下，且鋼廠利潤(rùn)持續(xù)收縮的背景下，模具鋼生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)出小幅走低。若下半年特種合金原料價(jià)格回落，噸鋼利潤(rùn)恢復(fù)，那模具鋼整體的供應(yīng)或?qū)⒖赡茉黾印５紤]到國(guó)內(nèi)供應(yīng)量受能耗減排與行業(yè)發(fā)展，預(yù)計(jì)2022年下半年模具鋼供應(yīng)的增速也有所放緩。

• 需求情況：上半年汽車產(chǎn)量的下滑及部分制造業(yè)的衰弱，導(dǎo)致汽車用模具鋼需求較為一般。近階段汽車產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈逐步暢通，汽車產(chǎn)銷也呈現(xiàn)明顯恢復(fù)性增長(zhǎng)。后續(xù)在相關(guān)政策加持之下，下游需求仍有進(jìn)一步釋放空間，對(duì)模具鋼需求形成一定支撐，預(yù)計(jì)2022年下半年模具鋼市場(chǎng)需求同比或強(qiáng)于2022年上半年。

• 出口情況：2022年上半年模具鋼出口量創(chuàng)下新高，但6月開始，國(guó)外市場(chǎng)需求外需呈逐漸放緩之勢(shì)，出口訂單環(huán)比下降，后期出口增加空間極為有限。依舊受價(jià)格、國(guó)際環(huán)境等影響，外貿(mào)企業(yè)出口壓力凸，在外需不足的情況下，下半年國(guó)內(nèi)模具鋼市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力度加大。

泡沫鋁，又叫發(fā)泡鋁，是在純鋁或鋁合金中加入添加劑后，經(jīng)過(guò)發(fā)泡工藝而成，同時(shí)兼有金屬和氣泡特征，是一種在鋁的基礎(chǔ)上存在無(wú)數(shù)個(gè)氣泡的輕質(zhì)多孔金屬材料，也是一種全新型戰(zhàn)略功能結(jié)構(gòu)材料。

在1948年美國(guó)科學(xué)家A.Sonik獲得了世界上第一個(gè)有關(guān)泡沫鋁的專利，1951，Eliotte基于Sosnik的設(shè)想成功制備出了“泡沫鋁”。1999年首屆世界泡沫金屬學(xué)會(huì)在德國(guó)不萊梅召開，主要研究泡沫鋁的制造和應(yīng)用。直至當(dāng)前對(duì)“泡沫鋁”的研究方興未艾，“泡沫鋁”已成為新型結(jié)構(gòu)、功能一體化材料的杰出代表，是當(dāng)今材料科學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)。

泡沫鋁性能的優(yōu)劣主要取決于其孔隙率、孔徑、通孔率、孔類型、比表面積等孔結(jié)構(gòu)參數(shù)，而其孔結(jié)構(gòu)參數(shù)主要取決于制備工藝。

• 輕量化：最顯著的特點(diǎn)就是它的輕量化，由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，造就了它的密度很小，只有0.2~0.4g/cm3，密度為金屬鋁的0.1-0.4倍，除了要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋁合金、鈦合金、鋼材等，甚至比木材的密度還要低。整體非常輕盈，讓它成為輕量化應(yīng)用的潛力發(fā)展材料之一，比如建材、汽車材料等；

• 良好的聲學(xué)功能：隔聲性能(閉孔)：聲波頻率上800-4000HZ之間時(shí)，閉孔泡沫鋁的隔聲系數(shù)達(dá)0.9以上；吸聲性能(微通孔和通孔):聲波頻率在125—4000HZ之間時(shí)，通孔泡沫鋁的吸聲系數(shù)最大可達(dá)0.8，其倍頻程平均吸聲系數(shù)超過(guò)0.4。

• 色彩、工藝及光學(xué)設(shè)計(jì)自由度高：這種結(jié)構(gòu)的材料并不影響它的CMF設(shè)計(jì)，表面的處理工藝及色彩方案可以非常豐富，同樣可以做噴涂（包括漸變幻彩等效果）、填充等。除了顏色，還可以利用氣孔來(lái)實(shí)現(xiàn)光影變換的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)自由度很高。炫酷的色彩+透光的效果，讓產(chǎn)品的外觀質(zhì)感有了極大地提升。

• 易加工：同鋁合金一樣，泡沫鋁也易于加工，比如切割、鉆孔等都非常方便，另外如前文所介紹，可以做噴漆來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的色彩；

• 物理性能及多種性能優(yōu)越：

1）泡沫鋁擁有良好的電磁屏蔽性能、熱性能（不燃燒及耐熱等）：一般鋁合金的溶解溫度在500-700度左右，泡沫鋁即使加熱到1400度也不溶解；

2）高比剛度：其抗彎比剛度為鋼的1.5倍；

3）還有抗沖擊性、環(huán)保性等。

泡沫鋁從問(wèn)世到現(xiàn)在還不到80年，是一個(gè)充滿活力的新型材料，產(chǎn)業(yè)為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。隨著新材料戰(zhàn)略的正確引領(lǐng)，通過(guò)科技研發(fā)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，泡沫鋁行業(yè)正在進(jìn)入一個(gè)健康的的高速發(fā)展期。

• 第一代鋁鋰合金起源于20世紀(jì)50年代，1957年美國(guó)Alcoa公司研發(fā)了牌號(hào)為2020的Al-Cu-Li合金，具有較高的強(qiáng)度，在150~200℃表現(xiàn)出良好的抗蠕變性。

  
  
• 第二代鋁鋰合金的Li含量較高（1.9%~2.7%），Cu含量低于3%，采用Zr元素替代Mn元素用以細(xì)化晶粒，并且不再添加Cr元素以消除其對(duì)合金塑性造成不利影響，同時(shí)降低Fe、Si含量的方法，用以提高合金塑性韌性。

  
  
• 第三代鋁鋰合金降低了合金中的Li含量，提高了Cu含量，并通過(guò)微合金化元素增加了有效彌散相粒子進(jìn)而改善彌散強(qiáng)化的效果，使合金各向異性大大降低，強(qiáng)韌性有顯著提高。

  
  
• 第四代鋁鋰合金：2009年，鋁鋰合金被納入美國(guó)航空航天材料標(biāo)準(zhǔn)，歐美、俄羅斯等航空航天強(qiáng)國(guó)相繼將高性能鋁鋰合金列入飛行器結(jié)構(gòu)材料的重點(diǎn)發(fā)展方向，鋁鋰合金進(jìn)入第四發(fā)展階段。

因鋁鋰合金具有優(yōu)異的綜合性能、巨大的開發(fā)潛力，因此被認(rèn)為是21世紀(jì)航空航天應(yīng)用中非常理想的結(jié)構(gòu)材料，在艦船以及兵器工業(yè)中也具有潛在的應(yīng)用空間。目前各國(guó)研制成功的鋁鋰合金系列，一般含鋰量為0.3%~3%。

• 鎢及鎢合金：鎢的熔點(diǎn)高達(dá)3400°C，是熔點(diǎn)最高的金屬材料，高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能以及導(dǎo)熱、導(dǎo)電和電子發(fā)射性能都好，比重大，除大量用于制造硬質(zhì)合金和作合金添加劑外，鎢及其合金廣泛用于電子、電光源工業(yè)，也在航天、鑄造、武器等部門中用于制作火箭噴管、壓鑄模具、穿甲彈芯、觸點(diǎn)、發(fā)熱體和隔熱屏等。

• 鈮基合金：鈮合金具有良好的抗血液腐蝕的能力,可制作血管支架；同時(shí)由于其比重小、強(qiáng)度高、韌性好、易焊接等優(yōu)點(diǎn)，也是制造航空航天高溫部件的重要材料。純鈮的熔點(diǎn)為2470℃，但針對(duì)純鈮的3D打印工藝開發(fā)筆者未能找到相關(guān)報(bào)道。

• 鉭：多孔鉭也被稱為小梁金屬,在醫(yī)療領(lǐng)域已安全己使用多年,它不與起搏器電極箔發(fā)生相互作用，不透過(guò)X射線,可用于顱骨修補(bǔ)。近年來(lái), 鉭棒已被用作全髓關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)植入物、脊椎關(guān)節(jié)植入物和骨壞死的早期治療。鉭金屬屬于難熔金屬，熔點(diǎn)高達(dá)2996 ℃，其3D打印工藝難度大，對(duì)粉體性能、激光熔化參數(shù)、設(shè)備穩(wěn)定性、鋪粉質(zhì)量、打印精度等要求很高。

• 鉬：鉬具有極好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能,常被用作玻璃加工、航空航天和高性能電子部件材料。相比于其它難熔金屬, 鉬的密度要低得多,這表明鉬的比強(qiáng)度較高,為要求減重應(yīng)用的場(chǎng)合帶來(lái)實(shí)效。

我國(guó)的非晶合金研發(fā)起步于20世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)美國(guó)、日本、蘇聯(lián)，以及德國(guó)、英國(guó)等歐洲國(guó)家是這個(gè)領(lǐng)域最活躍的國(guó)家。目前，日本和歐洲杰出科學(xué)家大多都已經(jīng)退休，高水平后繼者遠(yuǎn)不如以前多，技術(shù)和水平已逐漸落后。美國(guó)非晶合金材料領(lǐng)域研發(fā)經(jīng)費(fèi)較少，缺乏優(yōu)秀的年輕科學(xué)家和技術(shù)隊(duì)伍；目前，美國(guó)主要側(cè)重非晶合金基礎(chǔ)物理、模擬和機(jī)理研究，而應(yīng)用探索主要集中在航空航天等高技術(shù)領(lǐng)域。目前，我國(guó)的非晶合金科研人員占全球2/3，年輕研究人員水平越來(lái)越高，研發(fā)水平已超過(guò)日本和歐盟，與美國(guó)相當(dāng)，成為世界第一梯隊(duì)。例如，迄今已在36個(gè)金屬元素為基體的合金中找到能制備塊體非晶合金組分，其中我國(guó)發(fā)現(xiàn)28個(gè)。

特別是近10年來(lái)，無(wú)序合金最重要的進(jìn)展是研發(fā)出高熵合金。高熵合金是根植于熵調(diào)控設(shè)計(jì)思想開發(fā)出的化學(xué)成分復(fù)雜、沒有主元素、結(jié)構(gòu)有序、成分無(wú)序的無(wú)序合金材料，其極大拓展了材料開發(fā)的空間。高熵合金已展現(xiàn)出諸多奇特超凡的性能，其研究及應(yīng)用已成為金屬材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。很多國(guó)外開發(fā)的高熵合金有明顯的軍事裝備需求的應(yīng)用導(dǎo)向。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的科研人員，在非晶合金基礎(chǔ)上首先研發(fā)出高熵合金，引領(lǐng)了無(wú)序合金領(lǐng)域的發(fā)展。我國(guó)無(wú)序合金研發(fā)能夠躍升國(guó)際一流是與我國(guó)科技投入的不斷增加、基礎(chǔ)研究的長(zhǎng)期積累、制造業(yè)大國(guó)對(duì)新金屬材料的產(chǎn)業(yè)需求，以及后備年輕人才輩出（國(guó)內(nèi)培養(yǎng)和海外歸國(guó)）密切相關(guān)。非晶合金領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的長(zhǎng)期積累為這類新材料的工業(yè)應(yīng)用提供了支撐和動(dòng)力。同時(shí)，相關(guān)的基礎(chǔ)研究也從工業(yè)應(yīng)用中汲取問(wèn)題來(lái)源和進(jìn)步源泉。

非晶合金的主要應(yīng)用場(chǎng)景：

作為結(jié)構(gòu)和功能一體化的新型金屬材料，非晶合金產(chǎn)業(yè)化前景非常廣闊。美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)投入大量資金拓展其應(yīng)用場(chǎng)景，并推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國(guó)液態(tài)金屬科技、玻璃金屬科技，日本日立金屬，德國(guó)VAC，以及我國(guó)宜安、臺(tái)一科技等公司在非晶合金領(lǐng)域的研發(fā)水平、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力及產(chǎn)業(yè)規(guī)模均處全球領(lǐng)先水平。目前，非晶合金的主要應(yīng)用領(lǐng)域有4個(gè)。（1）高性能結(jié)構(gòu)材料。（2）軟磁材料。（3）催化材料。（4）制造業(yè)基礎(chǔ)材料。

非晶合金材料產(chǎn)業(yè)化的挑戰(zhàn)和機(jī)遇：

在很多科研成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中都會(huì)因各種因素造成其失敗，即在轉(zhuǎn)化過(guò)程中存在“死亡谷”（圖3）。在非晶合金領(lǐng)域，我國(guó)相關(guān)專利申請(qǐng)量全球排名第一，但還缺少具有國(guó)際水平的龍頭企業(yè)。雖然我國(guó)擁有龐大的非晶合金應(yīng)用市場(chǎng)，但目前正在使用的材料多是基于國(guó)外早期開發(fā)的體系，很多國(guó)內(nèi)研發(fā)的新非晶合金體系沒有得到規(guī)模應(yīng)用。國(guó)內(nèi)強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)室非晶合金的研發(fā)能力和企業(yè)、市場(chǎng)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。在過(guò)去的十幾年，我國(guó)塊體非晶合金大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的瓶頸一直沒有被突破。

非晶合金科研成果的成功市場(chǎng)轉(zhuǎn)化需要人才、技術(shù)、資本、管理方面的有機(jī)結(jié)合。國(guó)內(nèi)已有十幾年的非晶合金基礎(chǔ)和應(yīng)用研究積累，有蓬勃發(fā)展的、最健全的制造業(yè)和較低的產(chǎn)業(yè)化門檻，新一代塊體非晶合金的應(yīng)用研究極有可能在中國(guó)取得突破性進(jìn)展。例如，廣東的松山湖材料實(shí)驗(yàn)室聚集各種創(chuàng)新轉(zhuǎn)化的充足資源，包括人才、資本、產(chǎn)業(yè)集群，還有政府支持的新機(jī)制和靈活的政策等，形成一種健康的、有利于科技成果產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)越環(huán)境；期待能和相關(guān)企業(yè)一起共同開發(fā)出面向第三代半導(dǎo)體電子元件的高頻軟磁、柔性齒輪、高性能3C器件等非晶合金材料。

目前，用于器件電源和電感的軟磁材料飽和磁感低、高頻損耗高，這嚴(yán)重制約了氮化鎵、碳化硅等第三代半導(dǎo)體電子元件提高功率密度和工作頻率，使其優(yōu)勢(shì)難以充分發(fā)揮。研制匹配第三代半導(dǎo)體器件功率密度和工作頻率的軟磁材料，有望促進(jìn)第三代半導(dǎo)體在大功率、高頻器件中的應(yīng)用，進(jìn)而推動(dòng)5G通信基站、衛(wèi)星通信、雷達(dá)航空、智能汽車等關(guān)鍵領(lǐng)域的發(fā)展。同時(shí)，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究所、大學(xué)也在和宜安、臺(tái)一、青島云路等國(guó)內(nèi)企業(yè)合作，努力把非晶合金、高熵合金推向綠色節(jié)能、環(huán)保，以及超靈敏的探測(cè)器和傳感器材料、航天材料、機(jī)器人等應(yīng)用領(lǐng)域。

特殊鋼，是指那些由于成分、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝特殊而具有特殊物理、化學(xué)性能或者特殊用途的鋼鐵產(chǎn)品，屬于傳統(tǒng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的一個(gè)分支，與普鋼相對(duì)但兩者的用途有著較大差別。

特殊鋼是在冶煉過(guò)程中加入了較多的合金元素及采取了特殊的生產(chǎn)、加工工藝，特鋼的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)以及機(jī)械性能均優(yōu)于一般鋼鐵。其晶粒的復(fù)雜性高過(guò)一般鋼鐵，從而獲得更多的應(yīng)用領(lǐng)域，故在汽車、機(jī)械、化工、船舶、鐵路、航空航天、國(guó)防軍工等對(duì)鋼材質(zhì)量要求較高的領(lǐng)域得到廣泛。