鐵芯對(duì)于變壓器來說相當(dāng)于人類身上的血管，所以它的好壞直接影響到變壓器的效率、溫升等幾個(gè)重要指標(biāo)，為了減少成本普通變壓器一般采用的是一種叫做硅鋼片的合金，它是在在純鐵中加入少量的硅（一般在4.5%以下）形成的鐵硅系合金稱為硅鋼。該類鐵芯具有最高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值為20000Gs；由于它們具有較好的磁電性能，又易于大批生產(chǎn)，價(jià)格便宜，機(jī)械應(yīng)力影響小等優(yōu)點(diǎn)；

　　常用的有冷軋硅鋼薄板DG3、冷軋無取向電工鋼帶DW、冷軋取向電工鋼帶DQ，適用于各類電子系統(tǒng)、家用電器中的中、小功率低頻變壓器和扼流圈、電抗器、電感器鐵芯，這類合金韌性好，可以沖片、切割等加工，鐵芯有疊片式及卷繞式。但高頻下?lián)p耗急劇增加，一般使用頻率不超過400Hz。從應(yīng)用角度看，對(duì)硅鋼的選擇要考慮兩方面的因素：磁性和成本。對(duì)小型電機(jī)、電抗器和繼電器，可選純鐵或低硅鋼片；對(duì)于大型電機(jī)，可選高硅熱軋硅鋼片、單取向或無取向冷軋硅鋼片；對(duì)變壓器常選用單取向冷軋硅鋼片。在工頻下使用時(shí)，常用帶材的厚度為0.2~0.35毫米；在400Hz下使用時(shí)，常選0.1毫米厚度為宜。厚度越薄，價(jià)格越高，很多企業(yè)為了降低變壓器成本，采用了品質(zhì)一般的硅鋼板；

　　但國際一些變壓器生產(chǎn)的名廠采用的是另一種叫做：非晶及納米晶軟磁合金（Amorphous and Nanocrystalline alloys）的硅鋼系列產(chǎn)品作為變壓器的鐵芯，硅鋼和坡莫合金軟磁材料都是晶態(tài)材料，原子在三維空間做規(guī)則排列，形成周期性的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，存在著晶粒、晶界、位錯(cuò)、間隙原子、磁晶各向異性等缺陷，對(duì)軟磁性能不利。從磁性物理學(xué)上來說，原子不規(guī)則排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)獲得優(yōu)異軟磁性能是十分理想的。

　　非晶態(tài)金屬與合金是70年代問世的一個(gè)新型材料領(lǐng)域。它的制備技術(shù)完全不同于傳統(tǒng)的方法，而是采用了冷卻速度大約為每秒一百萬度的超急冷凝固技術(shù)，從鋼液到薄帶成品一次成型，比一般冷軋金屬薄帶制造工藝減少了許多中間工序，這種新工藝被人們稱之為對(duì)傳統(tǒng)冶金工藝的一項(xiàng)革命。由于超急冷凝固，合金凝固時(shí)原子來不及有序排列結(jié)晶，得到的固態(tài)合金是長程無序結(jié)構(gòu)，沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在，稱之為非晶合金，被稱為是冶金材料學(xué)的一項(xiàng)革命。這種非晶合金具有許多獨(dú)特的性能，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強(qiáng)度、硬度和韌性，高的電阻率和機(jī)電耦合性能等。由于它的性能優(yōu)異、工藝簡(jiǎn)單，從80年代開始成為國內(nèi)外材料科學(xué)界的研究開發(fā)重點(diǎn)。

　　目前美、日、德國已具有完善的生產(chǎn)規(guī)模，并且大量的非晶合金產(chǎn)品逐漸取代硅鋼和坡莫合金及鐵氧體涌向市場(chǎng)。

我國自從70年代開始了非晶態(tài)合金的研究及開發(fā)工作，經(jīng)過“六五”、“七五”、“八五”期間的重大科技攻關(guān)項(xiàng)目的完成，共取得科研成果134項(xiàng)，國家發(fā)明獎(jiǎng)2項(xiàng)，獲專利16項(xiàng)，已有近百個(gè)合金品種。

　　鋼鐵研究總院現(xiàn)具有4條非晶合金帶材生產(chǎn)線、一條非晶合金元器件鐵芯生產(chǎn)線。生產(chǎn)各種定型的鐵基、鐵鎳基、鈷基和納米晶帶材及鐵芯，適用于逆變電源、開關(guān)電源、電源變壓器、漏電保護(hù)器、電感器的鐵芯元件，年產(chǎn)值近2000萬元。“九五”正在建立千噸級(jí)鐵基非晶生產(chǎn)線，進(jìn)入國際先進(jìn)水平行列，但由于一方面這類鋼材產(chǎn)量還很少遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，另一方面這類鋼材的價(jià)格也讓大部分變壓器的生產(chǎn)企業(yè)望而卻步，這就造成了我們變壓器生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品長期以來總處于中低端水平徘徊的原因所在。

　　目前，非晶軟磁合金所達(dá)到的最好單項(xiàng)性能水平為：

　　初始磁導(dǎo)率 μo = 14 × 104

　　鈷基非晶最大磁導(dǎo)率 μm= 220 × 104

　　鈷基非晶矯頑力 Hc = 0.001 Oe

　　鈷基非晶矩形比 Br/Bs = 0.995

　　鈷基非晶飽和磁化強(qiáng)度 4πMs = 18300Gs

　　鐵基非晶電阻率 ρ= 270μΩ/cm

　　常用的非晶合金的種類有：鐵基、鐵鎳基、鈷基非晶合金以及鐵基納米晶合金。其國家牌號(hào)及性能特點(diǎn)見表及圖所示，為便于對(duì)比，也列出晶態(tài)合金硅鋼片、坡莫合金1J79 及鐵氧體的相應(yīng)性能。這幾類材料各有不同的特點(diǎn)，在不同的方面得到應(yīng)用。

　　牌號(hào)基本成分和特征：

　　1K101 Fe-Si-B 系快淬軟磁鐵基合金

　　1K102 Fe-Si-B-C 系快淬軟磁鐵基合金

　　1K103 Fe-Si-B-Ni 系快淬軟磁鐵基合金

　　1K104 Fe-Si-B-Ni Mo 系快淬軟磁鐵基合金

　　1K105 Fe-Si-B-Cr(及其他元素)系快淬軟磁鐵基合金

　　1K106 高頻低損耗Fe-Si-B 系快淬軟磁鐵基合金

　　1K107 高頻低損耗Fe-Nb-Cu-Si-B 系快淬軟磁鐵基納米晶合金

　　1K201 高脈沖磁導(dǎo)率快淬軟磁鈷基合金

　　1K202 高剩磁比快淬軟磁鈷基合金

　　1K203 高磁感低損耗快淬軟磁鈷基合金

　　1K204 高頻低損耗快淬軟磁鈷基合金

　　1K205 高起始磁導(dǎo)率快淬軟磁鈷基合金

　　1K206 淬態(tài)高磁導(dǎo)率軟磁鈷基合金

　　1K501 Fe-Ni-P-B 系快淬軟磁鐵鎳基合金

　　1K502 Fe-Ni-V-Si-B 系快淬軟磁鐵鎳基合金

　　400Hz: 硅鋼鐵芯 非晶鐵芯

　　功率(W) 45 45

　　鐵芯損耗(W) 2.4 1.3

　　激磁功率(VA) 6.1 1.3

　　總重量(g) 295 276

　?。?）鐵基非晶合金(Fe-based amorphous alloys)

　　鐵基非晶合金是由80%Fe及20%Si,B類金屬元素所構(gòu)成,它具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度（1.54T），鐵基非晶合金與硅鋼的損耗比較磁導(dǎo)率、激磁電流和鐵損等各方面都優(yōu)于硅鋼片的特點(diǎn)，特別是鐵損低（為取向硅鋼片的1/3－1/5），代替硅鋼做配電變壓器可節(jié)能60－70％。鐵基非晶合金的帶材厚度為0.03mm左右，廣泛應(yīng)用于配電變壓器、大功率開關(guān)電源、脈沖變壓器、磁放大器、中頻變壓器及逆變器鐵芯, 適合于10kHz 以下頻率使用 ；

　?。?）鐵鎳基、鈷基非晶合金(Fe-Ni based-amorphous alloy)

　　鐵鎳基非晶合金是由40%Ni、40%Fe及20%類金屬元素所構(gòu)成，它具有中等飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度〔0.8T〕、較高的初始磁導(dǎo)率和很高的最大磁導(dǎo)率以及高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的韌性。在中、低頻率下具有低的鐵損?？諝庵袩崽幚聿话l(fā)生氧化，經(jīng)磁場(chǎng)退火后可得到很好的矩形回線。價(jià)格比1J79便宜30－50％。鐵鎳基非晶合金的應(yīng)用范圍與中鎳坡莫合金相對(duì)應(yīng), 但鐵損和高的機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)比晶態(tài)合金優(yōu)越；代替1J79，廣泛用于漏電開關(guān)、精密電流互感器鐵芯、磁屏蔽等。鐵鎳基非晶合金是國內(nèi)開發(fā)最早，也是目前國內(nèi)非晶合金中應(yīng)用量最大的非晶品種，年產(chǎn)量近200噸左右.空氣中熱處理不發(fā)生氧化鐵鎳基非晶合金（ 1K503） 獲得國家發(fā)明專利和美國專利權(quán)。