المواد الكهربائية الأساسية هي الركائز الأساسية لتعزيز طاقة المستقبل والتكنولوجيا

وفي ظل الطلب العالمي على الطاقة والتطور التكنولوجي السريع، المواد الأساسية الكهربائية أصبحت محور صناعة الطاقة والإلكترونيات. وتستخدم هذه المواد على نطاق واسع في المحولات والمحركات والمحاثات وغيرها من المعدات الكهربائية، وهي حجر الزاوية المهم لتحقيق نقل الطاقة الحديثة والوظائف الإلكترونية. يؤثر أدائها بشكل مباشر على كفاءة واستقرار وعمر الخدمة للمعدات الكهربائية، وبالتالي فقد اجتذبت الكثير من الاهتمام من مؤسسات الصناعة والبحث والتطوير.
تشير المواد الأساسية الكهربائية إلى المواد المستخدمة لنقل المجالات المغناطيسية أو تخزين الطاقة الكهربائية في المعدات الكهربائية، بما في ذلك بشكل رئيسي المواد الأساسية والمواد المغناطيسية والمواد العازلة. وفقا لوظائفها وخصائصها، يمكن تقسيم هذه المواد إلى الفئات التالية:
يستخدم على نطاق واسع في المحولات والمحركات وهو أحد المواد الأساسية الأكثر شيوعًا.
إنها تتميز بخصائص النفاذية المغناطيسية العالية والخسارة المنخفضة، والتي يمكن أن تحسن بشكل فعال من كفاءة المعدات.
مثل المواد المغناطيسية من الفريت والسبائك، والتي تستخدم بشكل رئيسي في المحولات والمحاثات عالية التردد.
إن قوتها المنخفضة ونفاذيتها المغناطيسية العالية تجعلها مناسبة لظروف المجال المغناطيسي الديناميكي.
بما في ذلك راتنجات الايبوكسي، فيلم بوليميد، وما إلى ذلك، تستخدم بشكل رئيسي لحماية العزل في المعدات الكهربائية.
ضمان التشغيل الآمن للمعدات الكهربائية ومنع حدوث دوائر قصيرة وحوادث الصدمات الكهربائية.
لقد اجتذب نوع جديد من المواد الأساسية الكثير من الاهتمام بسبب فقدان الحديد المنخفض للغاية واستقرار درجة الحرارة الممتاز.
مناسبة لأنظمة الطاقة الحديثة الفعالة والموفرة للطاقة.

ومع الانتشار السريع لمركبات الطاقة الجديدة وتوليد طاقة الرياح وتوليد الطاقة الشمسية، ارتفع الطلب على المواد الأساسية الكهربائية الفعالة والموفرة للطاقة. على سبيل المثال، وضعت محركات الدفع في مركبات الطاقة الجديدة متطلبات أعلى للمواد الأساسية خفيفة الوزن وعالية الأداء المغناطيسي.
أدت شعبية الأجهزة الإلكترونية عالية التردد، مثل اتصالات 5G وأجهزة إنترنت الأشياء، إلى تعزيز الطلب على المواد المغناطيسية الناعمة منخفضة الفقد وعالية النفاذية. يمكن لهذه المواد أن تدعم التصغير والأداء العالي للمعدات مع تقليل استهلاك الطاقة.
لقد جذبت انبعاثات الكربون الناتجة أثناء إنتاج المواد الأساسية التقليدية الاهتمام تدريجياً. واستجابة لمتطلبات حماية البيئة، بدأت المؤسسات البحثية والمؤسسات في تطوير مواد أساسية أكثر صداقة للبيئة وقابلة لإعادة التدوير.
إن تطبيق تقنيات التصنيع المتقدمة مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد وتعدين المساحيق جعل تصميم وإنتاج المواد الأساسية الكهربائية أكثر دقة وكفاءة. وهذا لا يؤدي إلى تحسين أداء المواد فحسب، بل يقلل أيضًا من تكاليف الإنتاج بشكل كبير.
تضمن صفائح الفولاذ السيليكونية والمواد العازلة في المحولات نقل الطاقة بكفاءة وتقليل فقدان الطاقة، وهو رابط رئيسي في بناء شبكة الطاقة.
تؤثر المواد المغناطيسية الناعمة المستخدمة في المحركات بشكل مباشر على كفاءة المعدات وعمرها. أدى الطلب على المواد منخفضة الضوضاء ومنخفضة الطاقة في صناعة الأجهزة المنزلية إلى تطوير مواد مغناطيسية جديدة.
تعتمد محطات 5G الأساسية وأجهزة الشحن اللاسلكية وما إلى ذلك على مواد أساسية كهربائية عالية الأداء لدعم ترددات وكفاءة تشغيل أعلى.
في المعدات مثل توربينات الرياح والعاكسات الكهروضوئية، تعد المواد الأساسية عالية الكفاءة ومنخفضة الخسارة هي المفتاح لتحقيق الاستخدام الفعال للطاقة النظيفة.
غالبًا ما تكون المواد عالية الأداء باهظة الثمن، مما يعيق التطبيقات واسعة النطاق. ومن خلال تحسين عمليات الإنتاج والتصنيع على نطاق واسع، من المتوقع تقليل تكاليف المواد.
وقد أدى الاعتماد على المعادن النادرة إلى زيادة الضغط على الموارد. أصبح البحث والتطوير للمواد البديلة وتقنيات إعادة التدوير اتجاهًا مهمًا لحل اختناقات الموارد.
في المعدات ذات التردد العالي والكفاءة العالية، قد لا تكون المواد الموجودة قادرة على تلبية الاحتياجات بشكل كامل. يعد البحث والتطوير المستمر للمواد وتحسين الأداء أمرًا ذا أهمية خاصة.
وسيركز تطوير مواد جديدة بشكل أكبر على التصميم خفيف الوزن، مع الجمع بين وظائف متعددة مثل المغناطيسية والتوصيل ومقاومة الحرارة.
وبمساعدة الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا البيانات الضخمة، يمكن محاكاة البنية الدقيقة للمواد وتحسينها بسرعة لتحسين كفاءة البحث والتطوير ومعدل تحويل النتائج.
ومع عولمة الطلب على المواد الكهربائية الأساسية، ستتعاون البلدان بشكل أوثق في البحث والتطوير التكنولوجي وتقاسم الموارد.
باعتبارها ركيزة أساسية للطاقة والتكنولوجيا الحديثة، فإن المواد الأساسية الكهربائية لا تعزز فقط ترقية المعدات الكهربائية التقليدية، ولكنها أيضًا تضخ طاقة مستمرة في مجالات الطاقة الجديدة والتكنولوجيا العالية. مدفوعة بالاختراقات التكنولوجية وطلب السوق، ستفتح صناعة المواد الأساسية الكهربائية مجالًا أوسع للتنمية في المستقبل، وستساعد على التقدم المستدام للطاقة والتكنولوجيا العالمية.