硅钢只有0.05毫米厚，只有A4纸的一半，还可手撕！武汉科技大学程朝阳教授团队突破超薄硅钢制造的技术，研发系列超薄硅钢在武钢实现产业化应用。比纸还薄的系列手撕硅钢，是电机效能提升的密码，不仅可降低电机损耗、提升效率，还可实现电机设备的轻量化、小型化及高速化。用在新能源汽车上能降低损耗、提升续航；用在人形机器人关节电机上，机器人动作会更快、更敏捷。

程朝阳教授团队研发的厚度仅0.05毫米的超薄硅钢

目前，超薄硅钢系列产品广泛应用于岚图、比亚迪、华为、现代及斯泰兰蒂斯等国内外头部车企的新能源驱动电机上，也应用于昌江核电汽轮发电机、中洞抽蓄可变速机组等国家重大能源工程上。

【研发者说】

找到超薄硅钢研发的“钥匙”

武汉科技大学材料科学与工程学院教授、博导：程朝阳

自20世纪90年代起，我们研究团队在刘静教授的带领下，围绕高硅钢、高强度无取向硅钢、高性能取向硅钢等三大尖端课题展开攻关。无取向硅钢主要用于电机制造，而取向硅钢则主要应用于变压器制造领域。

现在，我们已成功研发出厚度仅为0.05毫米的无取向硅钢。而厚度0.1毫米的无取向硅钢的研发在2023年取得重大突破后，已实现规模化生产，强度和性能处于国际领先水平。在取向硅钢方面，我们更是突破至0.03毫米的超薄规格。

超薄硅钢可像纸一样被撕成片状，现场实测超薄硅钢只有0.05毫米

在探索0.3毫米厚度高硅钢材料的过程中，我们意外发现铜析出相具有显著的强化效果，但同时也伴随着磁性能的严重劣化。经过5年的同步实验研究，最终确定了铜元素的最优配比。这一发现是超薄硅钢的转折点：铜在铁基体中的低溶解度特性，使得未溶解的铜得以析出，而这种析出强化机制在钢中并不少见，但此前没有人尝试通过调控其微观结构来提升强化效果。我们的核心创新在于：在提升材料强度的同时，成功规避了对磁性能的负面影响，将原本可能带来不利影响的因素转化为优势，铜析出相成了解开超薄硅钢研发的“钥匙”。

通过工艺优化，我们实现了铜析出相的有序结构控制，在保证强度显著提升的同时，铁损并未随之增加，这一成果已达到国际领先水平。具体而言，在相同磁性能条件下，我们的材料强度是国外同类产品的两倍；而在相同强度条件下，我们的产品铁损仅为国外产品的三分之一。

硅钢的超薄化特性使其具备显著的节能优势：随着厚度的减薄，铁损大幅降低。以北京马拉松中的人形机器人为例，其关节电机若采用超薄硅钢，将大幅减少发热问题，从而降低对人工冷却的需求。

用超薄硅钢做的电机转子和定子，用于新能源汽车

在电机制造中，超薄硅钢主要用于制作定子和转子。与传统的厚硅钢相比，采用多片超薄硅钢叠合的方式更具优势。这是因为涡流损耗与硅钢厚度的平方成正比关系，即使厚度仅有小幅降低，也能带来显著的损耗减少。每片超薄硅钢表面均涂覆绝缘层，使得各片之间相互绝缘，这种结构设计不仅降低了涡流损耗，更使整体损耗降至最低。具体而言，较之厚硅钢，超薄硅钢的每层损耗都大幅降低，而绝缘涂层则确保了各层间的独立性，使涡流损耗几乎为零。

作为“钢铁行业皇冠上的明珠”，超薄硅钢的生产工艺极为复杂。从初始厚度约230毫米的钢坯开始，需经过加热、热轧、常化、酸洗、冷轧、退火、涂层等一系列工序，最终才能制成0.05毫米的成品。

【专家点评】

超薄硅钢可大幅提升电车效率、增加续航里程

东风智新科技公司电机开发室经理：李婷

超薄硅钢作为电机定子与转子的关键材料，显著提升了电动汽车的运行效率，并有效延长了车辆的续航里程。汽车电机作为整车的动力输出核心，其性能直接关系到车辆的动力性和续航里程。续航能力与电机的能耗水平和工作效率密切相关。硅钢的厚度越薄，其在高速高频工作状态下的能量损耗就越低。硅钢每减薄0.05毫米，车辆的续航能力就能增加约25公里。

使用更薄的硅钢已成为行业发展趋势，但成本也会随厚度降低而上升——加工工艺更复杂，相同厚度下叠片数量增加，制备难度和费用更高。目前，我们使用的主流产品为量产的0.2毫米厚硅钢。

程朝阳教授团队在超薄硅钢领域的研发成果代表了材料科学的前沿突破。目前，超薄硅钢已经在我们的电驱动总成及整车端搭载应用，只是因成本问题，尚未大规模量产。过去，行业普遍采用0.35毫米厚的硅钢，随着新能源汽车的普及和对效率要求的提升，硅钢的厚度经历了从0.3毫米到0.25毫米再到0.2毫米的逐步过渡。目前，市场上普遍使用0.25毫米厚的硅钢，而高端车型则采用了0.2毫米厚硅钢。