电机技术常被视为成熟领域，但材料本身的革新正成为突破瓶颈的关键。德国萨尔兰大学的研究团队正在尝试用一种名为“金属玻璃”的特殊材料替代传统电机部件。这种材料并非易碎的玻璃，而是一种原子排列无序的特殊金属合金，其应用前景涵盖日常电器、电动自行车、无人机乃至未来的电动汽车，旨在实现更低的能耗与更少的发热。
摩擦是电机能量损耗的主要元凶。在电机运行中，磁场不断变化，材料内部的磁畴需反复重新排列。在传统晶体结构的铁合金中，这种过程并不顺畅，内部结构会阻碍磁畴翻转，导致能量以热能形式流失。教授拉尔夫·布施指出，这是当前驱动系统的核心痛点，尤其是对于小型和高速电机，这种“铁损”现象尤为显著，直接降低了整体效率。
金属玻璃的出现为解决这一难题提供了新思路。由于其原子排列无序，缺乏晶体结构中的典型障碍，磁畴能够更自由地重新定向。布施教授解释道，团队希望用这些非晶态合金替代传统材料，使其在磁化反转过程中几乎不消耗能量。这种材料不仅能让电机运行更平滑、降低热损耗，还具备极高的强度，甚至可能比钢材更坚固，彻底打破了人们对“玻璃”易碎的刻板印象。
然而，将这一概念转化为现实并非易事。研究团队不仅要寻找兼具非晶态稳定性、优异磁性能和3D打印适用性的合金，还需在复杂的成分空间中筛选。据团队介绍，他们测试了数百种配方，最终锁定三种能抵抗结晶且适用于全玻璃态电机部件的合金。通过激光粉末床熔融技术，材料被逐层熔化并快速冷却，从而避免晶体形成。目前该项目仍处于基础研究阶段，目标是推动工艺工业化。该欧盟项目AM2SoftMag自2022年起获得350万欧元资助，计划持续至2026年。
对中国电机及新能源行业而言，这种非晶态材料结合增材制造的技术路径，为突破小型化、高频化电机的能效瓶颈提供了全新思路，值得在高端制造领域重点关注与布局。