鐵鎵合金是一種新型的巨磁致伸縮材料,由鐵(Fe)和鎵(Ga)兩種金屬元素構成。鐵鎵合金研究起步于1999年,其具有機械加工性能好、應力靈敏度高、延展性好等優勢,在位移測量、傳感、制動器、換能器、機器人、汽車等領域擁有廣闊應用前景。
根據新思界產業研究中心發布的《
2022-2027年中國鐵鎵合金行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,鐵鎵合金主要原材料為金屬鐵和金屬鎵。金屬鎵自身具有導熱性好、耐高溫、導電性高、等優勢,在半導體材料生產制造中應用較多。我國為全球最大金屬鎵生產國,產量占據全球近七成。三門峽鋁業為我國金屬鎵龍頭企業,據三門峽鋁業企業財報顯示,2021年公司金屬鎵產量約達153.0噸,占全國總產量的50.0%以上。原材料優勢為鐵鎵合金行業發展奠定良好基礎。
鐵鎵合金研究最早起步于美國,相關研究機構包括美國猶他大學(The University of Utah)、美國艾姆斯研究中心(Ames Laboratory)、美國海軍研究實驗室(NRL)等。我國鐵鎵合金行業起步相對較晚,于2003年開展研究工作,主要研究單位包括中科院物理研究所、北京航空航天大學、河北工業大學、北京科技大學等。隨著相關研究單位及機構自主研發實力不斷提高,我國鐵鎵合金技術獲得快速發展,為實現其產業化提供了有利條件。
鐵鎵合金用途廣泛。在傳感器領域,鐵鎵合金具備壓磁效應,可用于制造磁致伸縮力傳感器,該產品具有靈敏度高、感知精度高、結構簡單等優勢;在換能器領域,鐵鎵合金換能器能夠實現機械能和磁能之間的轉換。2019年河北工業大學研究團隊利用換能器在磁場中的輸出變化規律,研究出一種雙勵磁線圈的鐵鎵合金換能器,意味著我給鐵鎵合金行業發展速度進一步加快。
目前,美國已實現鐵鎵合金商業化發展,受技術壁壘高等因素限制,我國鐵鎵合金行業正處于實驗室研發階段,生產企業數量較少。北京高德威金屬科技、蘇州尋石新材料等為我國鐵鎵合金主要生產商。
新思界
行業分析人士表示,鐵鎵合金在傳感器、換能器等領域展現出廣闊應用前景,隨著本土企業及相關科研機構自主研發實力進一步提高,我國鐵鎵合金產業化進程將持續加快。目前,全球鐵鎵合金核心生產技術被美國壟斷,我國生產企業缺乏競爭優勢,這是行業面臨主要挑戰。