用于实现非晶软磁体平衡机械-磁性能的订单控制工程

《Scripta Materialia》：Order control engineering for balanced mechanical-magnetic properties in amorphous soft magnets

基于成分波动构建的Fe富集/贫集超细双相纳米结构，实现了优异软磁性能（ Bs:1.8T, Hc:0.85Oe）与高机械强度（4.08GPa，σ/E≈0.03），支持50%均匀塑性变形，为高负荷微机电系统和薄膜电感器材料提供新范式。

　　

刘晓|孙荣策|狄思义|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，以构建可调的超细双相非晶结构。通过精确控制富铁簇的结构比例和簇间间距，我们获得了一种具有卓越软磁性能（磁化强度：1.8 T，矫顽力：0.85 Oe）的非晶软磁体，同时具有出色的机械性能，尺寸效应可以忽略不计，包括4.08 GPa的屈服强度（σ/E ≈ 0.03）和50%的均匀塑性变形。这种设计范式使得超高强度、塑性和软磁性同时实现，为高载荷微机电系统和薄膜电感器材料等 demanding 应用领域开辟了新的途径。

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。

作者贡献声明

刘晓：撰写 – 原始草稿、方法论、研究、正式分析、数据管理、概念构思。 孙荣策：数据管理。 狄思义：撰写 – 审稿与编辑、资金获取、正式分析、数据管理。 李学松：撰写 – 审稿与编辑、数据管理。 周静：撰写 – 审稿与编辑、资金获取、概念构思。 李强：撰写 – 审稿与编辑、概念构思。 孙宝安：撰写 – 审稿与编辑、概念构思。 柯海波：

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢

本工作得到了以下机构的财政支持：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）。