非晶合金为啥不能用在转子上！

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为什么要来聊这个话题呢，非晶合金材料不做能转子冲片主要是因为强度不够，但是进一步讲讲怎么个不够法，以及具体难在那，却又很模糊，那本期内容就通过比亚迪的非晶转子专利进一步聊聊非晶转子的所以然！

薄型带材非晶合金应用于电机定子铁心可有效减少涡流流通面积增大电阻，从而降低高频涡流损耗。同理应用在转子冲片上，也可以有效减少涡流流通面积，从而降低高频涡流损耗。

01.    非晶合金与硅钢的磁性能对比

非晶合金具有损耗低、力学强度好等优势，但也存在饱和磁密低等问题，以非晶合金和硅钢为例，非晶合金相比硅钢，在磁密1.5～1.6T的范围内时，附近磁导率即接近空气，亦即其饱和磁密很低，在电机运行过程中，转矩成分包含两部分，即永磁转矩和磁阻转矩。

当电机的磁密的饱和程度较低时，磁路磁导率较高，当电机的磁密的饱和程度较高时，磁路磁导率较低。当电机运行中高负载阶段，考虑电机的磁密的饱和程度提升，同时磁导率下降，导致输出转矩恶化。

相较于硅钢，非晶合金的磁密在0.8T以上时，非晶合金的磁导率就开始大幅恶化，同时因为其饱和磁密的下降，导致非晶合金在中高负载时需要更大的电流来弥补电感下降造成的转矩损失。

3000rpm的转速下与5000rpm的转速下转矩电流比对图

从图中可以看出，无论转折转速前、后，相比硅钢，非晶合金的磁阻转矩都明显处于劣势，根据上述的分析可知，由于非晶合金的导磁性能恶化，从而限制了电机的转矩输出。

02.    非晶合金与硅钢的力学性能对比

非晶合金因其高抗拉强度（可达1600MPa）和低磁损耗特性，理论上具有应用于高速电机转子的潜力，但其固有缺陷导致实际应用受限。

核心问题在于其脆性断裂特性与缺乏塑性变形能力：非晶合金在超过2%的应变时即发生断裂，且弹性模量较低，导致材料在形变过程中应力急剧上升，极易超过其断裂极限。

而转子在高速旋转时承受复杂动态载荷如离心力、交变磁应力，局部应变可能快速累积至临界值，引发不可逆断裂风险。相比之下，硅钢虽抗拉强度较低（<500MPa），但具备显著塑性变形能力，可通过应力重分布延缓断裂，适应更大应变范围。

此外，非晶合金转子设计需通过复杂的磁槽结构如弧线扩散应力、磁槽因子优化来抑制应力集中，但工艺上受限于快速冷却技术（需10⁵–10⁶℃/s冷却速率）的稳定性，易因原子排列不均或局部结晶引发性能波动，导致转子可靠性下降。

综上，非晶合金的脆性本质、应变敏感性与工艺不稳定性，使其难以满足高速转子对形变耐受性、疲劳寿命及规模化制造一致性的严苛要求。

总结

非晶合金材料因脆性大、加工难、饱和磁感应强度低等特性，目前难以直接应用于电机转子。未来若能通过材料改性、复合结构设计或新工艺开发提升其力学性能和加工性，或可在特定场景中实现突破。但在现有技术条件下，非晶合金在转子领域的应用仍面临较大挑战。