独(du)特(te)的(de)弱(ruo)磁(ci)探测(ce)优(you)势(shi) 驱(qu)动非(fei)晶(jing)合金丝(si)材(cai)奔(ben)向未(wei)来(lai)
作(zuo)者:admin 发(fa)布日期(qi):2022/9/27 13:01:03
“磁导(dao)率(lv)是影响磁传感器(qi)性(xing)能的(de)关键(jian)参数(shu),在(zai)各类(lei)磁(ci)性材(cai)料(liao)性能(neng)的对比(bi)中(zhong),Co基非(fei)晶(jing)丝材磁导(dao)率最(zui)高(gao),非常(chang)适(shi)合探测弱磁(ci)。”在(zai)9月23日召开(kai)的(de)第(di)二(er)届(jie)全(quan)国非(fei)晶(jing)合金丝(si)材暨(ji)非晶(jing)微传感器(qi)技(ji)术(shu)与(yu)应用(yong)研(yan)讨会上,中科(ke)院(yuan)宁(ning)波(bo)材料所研究(jiu)员黎(li)嘉(jia)威(wei)介(jie)绍(shao)道(dao)。
这种(zhong)弱(ruo)磁探测性能(neng)也(ye)预(yu)示着(zhe)非(fei)晶(jing)合金(jin)丝(si)材在(zai)弱磁场(chang)方(fang)面(mian)的(de)应用优势(shi)。弱磁场(chang)最为(wei)典(dian)型的是(shi)我们(men)自身就(jiu)存在(zai)着(zhe)弱磁场(chang)的人(ren)体。在(zai)会上(shang),南(nan)京大学教授、中科院(yuan)院(yuan)士都有(you)为(wei)描述了这(zhe)样(yang)一个(ge)场(chang)景:在(zai)未(wei)来,当(dang)一(yi)个人(ren)生(sheng)病(bing)了(le),不需(xu)要医生(sheng)用(yong)x光等大(da)型(xing)精密医(yi)疗(liao)设备去(qu)检查生(sheng)病的部(bu)位(wei),而是仅用很灵敏的传感器对(dui)人(ren)体磁场(chang)进行(xing)测(ce)量(liang),再(zai)通过与正常状态下(xia)的(de)磁场(chang)比较(jiao)来(lai)发现(xian)人体(ti)生(sheng)病(bing)的(de)部位……如(ru)今(jin),作为(wei)磁敏(min)感材(cai)料的(de)非晶(jing)合(he)金(jin)丝材(cai)在(zai)微(wei)磁(ci)传(chuan)感(gan)器(qi)应用(yong)上(shang)已(yi)经(jing)显示出低成本(ben)、小体积、低(di)功(gong)耗(hao)和快(kuai)速(su)响(xiang)应(ying)的(de)综合优势,也(ye)在无(wu)人(ren)机(ji)、机器(qi)人(ren)、手机(ji)等(deng)智能(neng)化设备上(shang)得到(dao)普(pu)遍应(ying)用,在(zai)人(ren)机(ji)交互(hu)、健(jian)康(kang)医疗(liao)、军事(shi)领(ling)域(yu)也(ye)显(xian)示(shi)出(chu)广(guang)阔的应(ying)用(yong)前景。可以(yi)预(yu)见,都有(you)为描述(shu)的(de)场景(jing)将在不(bu)远的(de)未(wei)来出现。
当(dang)然(ran),传(chuan)感(gan)器(qi)的应用受到(dao)能源限制(zhi),需要(yao)解决(jue)自(zi)供(gong)电(dian)探测问题。针对这(zhe)个(ge)问(wen)题(ti),中(zhong)科(ke)院(yuan)宁波材(cai)料(liao)所研究(jiu)员(yuan)刘宜(yi)伟(wei)认(ren)为(wei),利用非晶合金(jin)丝材作为(wei)磁芯的液态金属线(xian)圈(quan)具(ju)有磁放大(da)的作用(yong),其电(dian)磁感应(ying)效应可(ke)以(yi)实(shi)现传(chuan)感器(qi)的(de)自供(gong)电(dian)。
“非晶(jing)材(cai)料(liao)以其独(du)特(te)的电(dian)磁(ci)学性(xing)能(neng)、抗腐(fu)蚀(shi)性能(neng)和(he)强韧(ren)一体化的力学(xue)性能,在(zai)许(xu)多(duo)领(ling)域得(de)到(dao)应(ying)用(yong)。”中科(ke)院(yuan)宁(ning)波(bo)材(cai)料(liao)所主任(ren)、中国(guo)工程(cheng)院(yuan)院(yuan)士、中国(guo)新材(cai)料(liao)产(chan)业(ye)技术(shu)创(chuang)新平台理(li)事长(zhang)薛群(qun)基也(ye)非常认可(ke)非(fei)晶合金丝材作为磁敏(min)感材(cai)料(liao)在(zai)微磁传感(gan)器中(zhong)的应(ying)用(yong)具(ju)有(you)综合优(you)势(shi)。
然而(er),国内(nei)目前(qian)缺乏(fa)高(gao)质(zhi)量的非晶(jing)合金(jin)裸(luo)丝(si)。尽管国(guo)内非(fei)晶合金丝(si)材(cai)的研制(zhi)起(qi)步较(jiao)早,但(dan)长期没(mei)有实(shi)现(xian)突破,制成(cheng)的(de)磁(ci)传感(gan)器的灵敏(min)度(du)、精(jing)度和成(cheng)品(pin)率(lv)与国(guo)外(wai)产品也(ye)存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)差距。同(tong)时,非晶合(he)金(jin)丝材(cai)的(de)量(liang)产(chan)目(mu)前也(ye)遇到(dao)了(le)技术瓶颈。中(zhong)国(guo)电(dian)器(qi)工业(ye)协(xie)会非晶合金材料应用(yong)分(fen)会(hui)秘书长(zhang)张(zhang)华介绍(shao),国内目(mu)前主(zhu)要通过(guo)研究(jiu)文献(xian)资料来研(yan)发(fa)生(sheng)产(chan)设(she)备,生产(chan)技(ji)术相对落后,在稳(wen)定(ding)性、一致性、连续(xu)性等(deng)方面(mian)存在(zai)制(zhi)造(zao)难点,主要(yao)生(sheng)产(chan)技术被(bei)国(guo)外(wai)垄断,国内(nei)市场(chang)一半以(yi)上的(de)产品(pin)依赖进(jin)口,生(sheng)产高(gao)质量(liang)的(de)非(fei)晶(jing)合(he)金丝(si)材(cai)已(yi)成为(wei)“卡(ka)脖子”难(nan)题。
目前(qian),国(guo)内外非(fei)晶合金丝材的通(tong)用制(zhi)备方(fang)法包括(kuo)内(nei)圆(yuan)水(shui)纺法(fa)、玻璃(li)包覆法(fa)、熔体(ti)抽拉法。国(guo)外目(mu)前(qian)已(yi)有(you)比较(jiao)成(cheng)熟的制(zhi)备(bei)高(gao)质(zhi)量非(fei)晶(jing)合金丝材(cai)的技(ji)术(shu),如(ru)日本爱(ai)知钢(gang)铁(tie)公司采用独特(te)的(de)旋(xuan)转液(ye)体(ti)纺丝和单辊工(gong)艺(yi)生产(chan)磁性(xing)丝和高(gao)强度丝两种非(fei)晶(jing)合(he)金丝(si)材(cai),已应用在要求高灵敏度(du)的(de)磁传(chuan)感(gan)器(qi)元(yuan)件、静电消(xiao)除刷、运(yun)动器材上(shang);以色列(lie)的ACS、UTT等(deng)公(gong)司(si)则(ze)专(zhuan)门制作(zuo)玻璃(li)包覆非晶(jing)合(he)金丝材(cai),也在(zai)传感器、防伪(wei)等领(ling)域(yu)中得(de)到应(ying)用。
对比国内(nei)外(wai)发(fa)展(zhan),张(zhang)华(hua)指出了(le)国(guo)内(nei)非(fei)晶合金(jin)丝(si)材发展的(de)问(wen)题症(zheng)结。一是需求(qiu)不足(zu)、重视不(bu)够,缺少牵头(tou)机(ji)构。目(mu)前(qian),一(yi)个(ge)传(chuan)感(gan)器需(xu)要的(de)非晶(jing)合(he)金(jin)丝(si)材不足(zu)1毫(hao)米,国内(nei)年需(xu)求(qiu)量也(ye)仅在(zai)万米(mi)以上,再(zai)加(jia)上部(bu)分(fen)下游(you)行(xing)业没(mei)有意识到(dao)磁(ci)传感器(qi)的重要性(xing),认(ren)为非晶合(he)金丝材(cai)产(chan)业规模小(xiao),导致对其(qi)缺(que)少(shao)足(zu)够(gou)的重视(shi)。这(zhe)也反(fan)映出(chu)了非(fei)晶(jing)合金丝材(cai)应用的(de)广度(du)和深(shen)度(du)都有(you)待(dai)拓展(zhan)。二(er)是(shi)下游产业(ye)技术(shu)工(gong)艺尚未有突(tu)破(po)性进展,仍处(chu)于(yu)跟(gen)随(sui)、模仿阶(jie)段(duan),且(qie)存(cun)在多(duo)重(zhong)短板。这(zhe)也影(ying)响(xiang)了厂家(jia)对非(fei)晶(jing)合金丝(si)材的研制动力。三是(shi)跨(kua)学(xue)科协作(zuo)尚未(wei)形(xing)成。非(fei)晶合(he)金丝(si)材(cai)领(ling)域的(de)研(yan)究(jiu)人(ren)员较(jiao)少,主(zhu)要(yao)以(yi)科研单(dan)位和高校为(wei)主(zhu),企(qi)业参(can)与的不多(duo)。
对(dui)此,针(zhen)对(dui)国(guo)内非(fei)晶(jing)合金(jin)丝材发(fa)展现状和特(te)点,张华(hua)建(jian)议从(cong)以下4方(fang)面发力。首(shou)先(xian),加(jia)大技术(shu)协作、协同(tong)力度(du),可先(xian)围(wei)绕几(ji)个(ge)重点目(mu)标(biao)进行技术积(ji)累,实现长久(jiu)研(yan)发(fa)。其(qi)次(ci),分(fen)解“卡脖子(zi)”技术难点。加(jia)大技(ji)术攻(gong)关(guan)力(li)度,尤(you)其须(xu)增强企(qi)业与(yu)高(gao)校、科(ke)研(yan)单位间的学术交流与(yu)合(he)作,紧(jin)跟(gen)前沿,协同(tong)发(fa)展。再次(ci),定(ding)期开(kai)展技术交(jiao)流与研讨,包括开(kai)展定期的(de)创新(xin)交(jiao)流或比(bi)赛、和国外(wai)先(xian)进(jin)技(ji)术企(qi)业(ye)进行定期(qi)合(he)作与(yu)交(jiao)流(liu)。最(zui)后,加快培育(yu)应(ying)用市场,推进非晶合金丝材(cai)创新(xin)发展,大力开(kai)发非(fei)晶合(he)金丝(si)材(cai)应(ying)用(yong)领(ling)域,尤其(qi)要促(cu)进(jin)其在(zai)水陆智(zhi)能(neng)交(jiao)通(tong)、无(wu)人驾驶、航(hang)天(tian)军(jun)工、无(wu)人(ren)机等(deng)领(ling)域(yu)焕发(fa)新(xin)活(huo)力(li)。
消(xiao)息(xi)链(lian)接
第二届(jie)全国(guo)非晶合金丝(si)材暨(ji)非(fei)晶微(wei)传感(gan)器技(ji)术与(yu)应用研(yan)讨会(hui)召(zhao)开(kai)——
“双碳(tan)”背(bei)景下非晶(jing)合(he)金丝(si)材(cai)前(qian)景(jing)可期
图为中(zhong)国(guo)电器工(gong)业协(xie)会非晶(jing)合(he)金材料应用分(fen)会(hui)秘(mi)书(shu)长张华主持开幕式(shi)
“尤(you)其是在(zai)当前(qian)‘双碳’战(zhan)略(lve)背景下,非(fei)晶合金丝(si)材发展大有可(ke)为,前(qian)景可(ke)期(qi)。”9月23日(ri),在(zai)浙(zhe)江宁波召(zhao)开(kai)的(de)由(you)中(zhong)国电器工(gong)业(ye)协会(hui)非(fei)晶合金(jin)材料应(ying)用分(fen)会、中(zhong)国(guo)新材(cai)料(liao)产(chan)业技(ji)术创(chuang)新平(ping)台(tai)主办的第(di)二届全(quan)国(guo)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)丝(si)材暨非(fei)晶微(wei)传(chuan)感(gan)器(qi)技术(shu)与应用(yong)研(yan)讨会(hui)上,中科(ke)院(yuan)宁波材料所(suo)主任(ren)、中国(guo)工程院院士(shi)、中国新(xin)材(cai)料产(chan)业(ye)技(ji)术创新平台(tai)理事长薛群基(ji)在为(wei)大会(hui)致(zhi)辞时指出,随着信(xin)息(xi)技术(shu)、智(zhi)能(neng)制造的(de)迅速(su)发展,市(shi)场将(jiang)对(dui)传感(gan)器(qi)用磁(ci)性元件(jian)的需(xu)求(qiu)更加(jia)迫(po)切,如在极端环境下(xia)作业(ye)的(de)传感(gan)器(qi),更需要(yao)非(fei)晶(jing)合(he)金材(cai)料(liao)优(you)异(yi)的力(li)学性能、抗腐蚀(shi)性能等(deng)。
世界(jie)著名材料(liao)学家、美(mei)国(guo)国(guo)家工程院院士、日本(ben)学士(shi)院(yuan)院(yuan)士井上(shang)明(ming)久(jiu)出(chu)席研(yan)讨(tao)会。南(nan)京(jing)大学(xue)教(jiao)授(shou)、中科院院(yuan)士(shi)都(dou)有(you)为(wei),中(zhong)国(guo)船舶集团公司第(di)七(qi)一(yi)0研(yan)究(jiu)所(suo)研究员(yuan)杨(yang)昌(chang)茂(mao)和(he)中国电(dian)器工(gong)业协会(hui)非晶合金材(cai)料(liao)应用(yong)分会秘书(shu)长(zhang)张华等(deng)12位(wei)专家围绕非晶合金丝材(cai)特(te)殊性能开(kai)发(fa)的(de)最(zui)新(xin)进展及(ji)其在(zai)磁(ci)传(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)应用的制(zhi)备要(yao)求(qiu)、需求导向、技术挑战(zhan),以(yi)及(ji)产业(ye)发(fa)展现(xian)状、当(dang)前(qian)瓶颈、未来(lai)方向等热(re)点(dian)话题进行了(le)交流与探讨。中国科学院空天信息创(chuang)新研究院(yuan)创(chuang)新(xin)研(yan)究(jiu)员庄(zhuang)鑫(xin)、中(zhong)科(ke)院宁(ning)波(bo)材料(liao)所研(yan)究(jiu)员(yuan)黎嘉(jia)威分别(bie)主(zhu)持了上(shang)午(wu)和(he)下午的(de)会议。
在(zai)非(fei)晶合(he)金丝材(cai)性(xing)能(neng)方(fang)面,上海(hai)海(hai)空添马(ma)传感(gan)技术(shu)有(you)限公司(si)创始(shi)人丁(ding)乐慧分(fen)享了(le)高精度磁传感(gan)器(qi)用非晶丝(si)材的(de)相(xiang)关(guan)参(can)数(shu),黎(li)嘉威介(jie)绍了Co基(ji)非晶(jing)材料(liao)高(gao)磁(ci)导(dao)率(lv)在(zai)探(tan)测(ce)弱(ruo)磁方(fang)面的(de)优(you)异(yi)性,内(nei)蒙古(gu)工业(ye)大(da)学科研处处长刘(liu)景(jing)顺分享(xiang)了Ni掺(can)杂(za)Fe基(ji)合金(jin)微丝组织(zhi)结构及(ji)其力(li)学、吸波(bo)性(xing)能(neng)研究情况,中国(guo)科学(xue)院(yuan)空天信息(xi)创(chuang)新研究院创新研究(jiu)员(yuan)庄(zhuang)鑫分享(xiang)了复合材(cai)料(liao)器(qi)件(jian)用非晶微(wei)晶(jing)材(cai)料参(can)数最(zui)优(you)值的研究情(qing)况(kuang),浙(zhe)江(jiang)师范大(da)学教授(shou)方允(yun)樟分享了(le)其(qi)研发团队(dui)在(zai)软(ruan)磁细(xi)带纵(zong)向驱动(dong)巨磁(ci)阻抗(kang)磁(ci)敏传(chuan)感技术(shu)方面(mian)的(de)最新进展(zhan)等(deng)。
在(zai)非(fei)晶(jing)合(he)金丝材应用(yong)方(fang)面(mian),都(dou)有为介(jie)绍了(le)包括非(fei)晶传感(gan)器(qi)在(zai)内(nei)的(de)各(ge)类(lei)磁(ci)传(chuan)感(gan)器(qi)的(de)性能、应(ying)用(yong)及最(zui)新研究(jiu)进展(zhan),杨昌茂介(jie)绍(shao)了数(shu)字(zi)式弱(ruo)磁传(chuan)感(gan)器的优势(shi)和应(ying)用情(qing)况,英(ying)国(guo)巴廷(ting)顿(dun)公(gong)司原(yuan)技(ji)术(shu)主管、上(shang)海(hai)三(san)护磁(ci)仪器(qi)厂(chang)长(zhang)AdrianMarkSwinton介绍(shao)了(le)国外(wai)非(fei)晶(jing)弱磁(ci)传(chuan)感(gan)技术在(zai)地球物理(li)研(yan)究(jiu)、医疗、交(jiao)通、工(gong)业、航天等领域的(de)应(ying)用情况,中(zhong)科(ke)院(yuan)宁波(bo)材料(liao)所研究员(yuan)刘(liu)宜伟(wei)介绍(shao)了磁性(xing)非晶丝在(zai)柔性磁(ci)传(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)的优势(shi)及(ji)相(xiang)关研究进展(zhan)。
在会(hui)上,哈(ha)尔(er)滨(bin)工(gong)程大(da)学(xue)烟台研(yan)究(jiu)院院长助(zhu)理吴(wu)晟(cheng)还(hai)从下(xia)游用(yong)户角度(du)分(fen)享了(le)海洋观(guan)测(ce)装备(bei)对传(chuan)感器的(de)需(xu)求(qiu)情(qing)况;张(zhang)华(hua)介绍了(le)当前我国非(fei)晶合金(jin)丝(si)材(cai)产(chan)业(ye)发展情(qing)况(kuang)及面临(lin)的(de)技术(shu)瓶颈(jing),并提出了发(fa)展建议(yi);中(zhong)电协(xie)电工合(he)金(jin)分(fen)会(hui)副(fu)秘(mi)书长(zhang)崔(cui)得(de)锋(feng)介(jie)绍(shao)了非(fei)晶软磁合(he)金丝材(cai)相关标(biao)准的研制情况。
图(tu)为(wei)荣(rong)誉证(zheng)书(shu)颁(ban)发(fa)仪式
此外,井(jing)上(shang)明(ming)久(jiu)、薛群基、都有为(wei)三位(wei)院(yuan)士在会(hui)上为做(zuo)主旨(zhi)报(bao)告(gao)的(de)专(zhuan)家颁(ban)发了荣誉(yu)证书。与(yu)会代(dai)表(biao)在会后还参观了浙江省磁性材(cai)料应用(yong)技术(shu)制造(zao)业创(chuang)新(xin)中心。