重新探讨纳米晶金属合金中的晶界偏聚与沉淀现象

《Scripta Materialia》:Revisiting grain boundary segregation and precipitation in nanocrystalline metallic alloys

【字体: 时间:2025年10月01日 来源:Scripta Materialia 5.6

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  本研究提出利用成分波动构建可调超细双相非晶态软磁结构策略,通过精确调控富铁相与贫铁相的配比及间距,同步实现矫顽力 Bs=1.8T、Hc=0.85Oe的优异磁性能和4.08GPa抗拉强度及50%均匀塑性变形的突出机械性能,为高载微机电系统与薄膜电感器材料开发提供新范式。

  
刘晓|孙荣策|狄思毅|李学松|周静|李强|孙宝安|柯海波|王卫华|白海阳
新疆大学物理科学与技术学院,中国乌鲁木齐 830046

摘要

非晶软磁材料在电子设备的能量转换、传输和存储中起着关键作用。在高机械载荷下的新兴应用要求同时优化其机械性能。然而,在实现优异的软磁性能和机械性能之间存在固有的权衡。受超细双相结构设计的启发,我们提出了一种利用成分波动来构建富铁相和贫铁相的方法,以制备可调制的超细双相非晶结构。通过精确控制富铁团簇结构比例和团簇间距,我们获得了一种具有卓越软磁性能((Bs:1.8T,Hc:0.85Oe)的非晶软磁体,并且具有出色的机械性能,尺寸效应可忽略不计,包括屈服强度为 4.08 GPa((σ/E0.03)和 50% 的均匀塑性变形。这种设计范式同时实现了超高强度、塑性和软磁性,为高载荷微机电系统和薄膜电感器材料等高要求应用开辟了新途径。

部分摘录

数据可用性

作者声明,支持本研究结果的数据包含在论文中。

CRediT 作者贡献声明

刘晓:撰写——初稿、方法论、研究、数据分析、概念化。孙荣策:数据管理。狄思毅:撰写——审稿与编辑、资金筹集、数据分析。李学松:撰写——审稿与编辑、数据管理。周静:撰写——审稿与编辑、资金筹集、概念化。李强:撰写——审稿与编辑、概念化。孙宝安:撰写——审稿与编辑、概念化。柯海波:

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金(项目编号:52192600、52192602、62488201、52471179、52301210、52261033)、广东省量子科学战略计划(GDZX2402001)、国家重点研发计划(项目编号2021YFA0716302)以及新疆大学优秀博士创新计划(编号XJU2023BS029)的财政支持。
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