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大连理工在高性能高熵合金的软磁性能研究方面取得突破性进展
来源:欧洲杯线上买球   发布:2021-3-22

大连理工材料科学与工程学院王清教授及团队成员在高性能高熵合金的软磁性能研究方面取得了突破性进展,实现了结构-功能一体化的材料设计,相关工作以‘A novel soft-magnetic B2-based multi-principal-element alloy with a uniform distribution of coherent body-centered-cubic nanoprecipitates’为题发表在材料科学领域顶尖期刊《Advanced Materials》上(IF=27.398)。


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高温用软磁材料是航空航天等领域发展的关键,可作为发动机转子、变压器、磁力轴等,工作温度为673-1073K(约400~800℃),需要兼具优异软磁性能和高温力学性能。但是目前常用的软磁材料存在涡流损耗高、高温组织稳定性差、服役温度低、制备工艺复杂等问题。而这项研究创新性地利用纳米粒子的形貌调控合金的软磁性能,形成了全新的以性能目标为导向的成分、组织设计方法,为高性能结构-功能一体化先进材料的发展打开新的思路。


王清教授团队设计了一种全新的合金——Al1.5Co4Fe2Cr磁高熵合金。该合金具有球形BCC纳米粒子在B2基体上共格析出的独特微观组织。由于BCC纳米粒子中含有磁性元素,且粒子尺寸仅为3-7 nm,这些纳米磁子的存在使得高熵合金具有高饱和磁化强度的同时,展现出极低的矫顽力;且高温长期时效后,合金仍具有优异的软磁性能,这归因于共格组织的高温稳定性,同时也提升了合金的居里温度。此外,高熵合金中多主元混合的本征成分特性增加电子散射的概率,从而大幅增加了合金电阻率,远高于现有软磁合金的电阻率(3-5倍),有效降低了合金的磁滞损耗,为其在高温环境中服役提供了保证。


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软磁高熵合Al1.5Co4Fe2CrBCC/B2共格组织及其性能


《Advanced Materials》是Wiley旗下的综合类期刊,2019年期刊影响因子:27.398,是工程与计算大学科、材料与化学大领域的顶尖期刊,其H5因子排名位于非综述类期刊第二名。


文章第一作者是材料学院博士研究生马跃,通讯作者为材料学院王清教授和美国田纳西大学T. G. Nieh教授;物理学院张庆瑜教授和材料学院董闯教授参与了论文思路的讨论,德国马普所周徐洋博士和B.Gault博士在3D原子探针实验方面给予了帮助。同时,致谢国家自然科学基金、“十三五”重点研发计划、以及重点高校基础研究计划等项目的资助。


论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202006723


文章来源:大连理工新闻网

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