寧波材料所在鐵磁性塊體非晶合金研究方面取得重要進展

　　鐵基非晶軟磁合金已被廣泛應用于各類變壓器鐵芯材料，而鐵磁性塊體非晶合金因其兼具優異軟磁性能和超高斷裂強度，是潛在的結構和功能材料，正受到越來越多的關注。其中，采用非晶磁性合金材料作為芯體的傳感器具有靈敏度高、頻響好、功耗低和直流測量穩定性好等特點，而鐵基磁致伸縮非晶合金傳感器除了上述優點外，還可以測量物體位置的瞬間微小變化，因而可用于微位移和液面高度等的測控。但是傳統鐵基非晶合金飽和磁致伸縮低（小于40×10-6），且受非晶形成能力的影響，只能制備出帶材和絲材，應用領域受到限制。

　　中科院寧波材料技術與工程研究所沈寶龍課題組通過大量實驗研究，選擇合適的鐵基非晶合金體系和適量的稀土元素摻雜，成功探索發現具有大非晶形成能力和高飽和磁致伸縮的鐵磁性塊體非晶合金。該合金可制備出直徑為4毫米的非晶合金棒材，其飽和磁致伸縮系數達到65×10-6（圖1），超過了任何已知鐵基非晶合金所具有的最大磁致伸縮值。此外，該鐵基塊體非晶合金體系具有100 K的大過冷液相區（圖2），因此可在該溫度區間內像塑料一樣進行形狀復雜的超塑性加工。同時，該鐵磁性塊體非晶合金體系還具有0.65-0.86 T的飽和磁感應強度，超過7000的初始磁導率，以及3800-4000 MPa的超高強度。其優良的綜合性能使之有望成為磁致伸縮傳感器芯體材料。

　　相關結果發表在AIP ADVANCES 1, 042110 (2011)上，申請了中國發明ZL（申請號：201010260501.5），并已被列入工信部新材料產業“十二五”重點產品目錄（產品編號：388，產品名稱：其他高性能磁致伸縮材料）。相關內容還分別在2011年韓國物理學會春季年會（4. 13-15，2011, 大邱，韓國）、2011年國際先進材料制造與加工會議（THERMEC’2011, 8. 1-5, 2011, 魁北克，加拿大）上作了邀請報告，在2011年歐洲材料年會（EUROMAT 2011, 9. 12-15, 2011, Montpellier, 法國）上作了亮點報告。

　　該研究得到國家863計劃（2007AA03Z102）、國家杰出青年科學基金（50825103）、以及中科院項目百人計劃（KGCX-2-YW-803）的支持。

圖1：該非晶合金系外加磁場與磁致伸縮關系圖

圖2：該非晶合金系DSC曲線圖