独特的(de)弱(ruo)磁(ci)探测优势 驱动(dong)非(fei)晶(jing)合金(jin)丝材(cai)奔(ben)向(xiang)未来(lai)
作(zuo)者:admin 发(fa)布(bu)日期(qi):2022/9/27 13:01:03
“磁(ci)导率是影(ying)响磁传(chuan)感器(qi)性(xing)能的关(guan)键参数(shu),在(zai)各类磁性(xing)材料(liao)性(xing)能的(de)对(dui)比中(zhong),Co基(ji)非(fei)晶丝(si)材磁导率(lv)最(zui)高,非常(chang)适合探(tan)测(ce)弱(ruo)磁。”在9月(yue)23日召开的(de)第二(er)届(jie)全国(guo)非晶合金丝(si)材(cai)暨非晶微(wei)传(chuan)感器技术(shu)与应用(yong)研讨(tao)会(hui)上(shang),中(zhong)科(ke)院(yuan)宁(ning)波材(cai)料(liao)所(suo)研究员(yuan)黎(li)嘉(jia)威(wei)介(jie)绍(shao)道。
这(zhe)种(zhong)弱磁探(tan)测性能也预(yu)示着非(fei)晶合(he)金丝(si)材(cai)在弱(ruo)磁场方(fang)面的(de)应用优势(shi)。弱(ruo)磁(ci)场最(zui)为典型的是(shi)我(wo)们自身就(jiu)存在着弱(ruo)磁(ci)场的人体。在(zai)会(hui)上,南(nan)京大学教授、中(zhong)科院(yuan)院(yuan)士(shi)都(dou)有为描述了(le)这(zhe)样一(yi)个(ge)场(chang)景:在未(wei)来(lai),当一个人(ren)生病了(le),不需(xu)要医(yi)生(sheng)用x光(guang)等(deng)大型精(jing)密(mi)医疗(liao)设(she)备去(qu)检(jian)查生病的(de)部(bu)位(wei),而(er)是仅(jin)用(yong)很灵(ling)敏的传感(gan)器(qi)对人(ren)体(ti)磁(ci)场进行(xing)测量,再通过与(yu)正(zheng)常状态(tai)下的(de)磁场比(bi)较(jiao)来(lai)发(fa)现(xian)人体生(sheng)病的(de)部(bu)位(wei)……如(ru)今(jin),作为(wei)磁(ci)敏(min)感(gan)材料(liao)的非(fei)晶合(he)金丝(si)材(cai)在(zai)微(wei)磁(ci)传(chuan)感(gan)器应(ying)用上已经(jing)显(xian)示出低成(cheng)本、小体积、低(di)功耗和(he)快速(su)响(xiang)应(ying)的(de)综(zong)合(he)优(you)势,也(ye)在(zai)无(wu)人(ren)机、机器人、手机等(deng)智(zhi)能(neng)化(hua)设(she)备(bei)上得到(dao)普遍应用(yong),在人机交(jiao)互(hu)、健(jian)康医(yi)疗、军(jun)事领(ling)域也(ye)显示出广阔的(de)应用前景(jing)。可(ke)以(yi)预(yu)见(jian),都有为描(miao)述(shu)的(de)场(chang)景将在不远的未来出(chu)现。
当(dang)然(ran),传感(gan)器的应(ying)用受到(dao)能(neng)源(yuan)限(xian)制,需要解(jie)决(jue)自(zi)供(gong)电探(tan)测问(wen)题。针对(dui)这个(ge)问题(ti),中科院(yuan)宁(ning)波材(cai)料所(suo)研究员刘宜伟(wei)认为,利(li)用(yong)非(fei)晶(jing)合(he)金丝材(cai)作(zuo)为(wei)磁(ci)芯的(de)液(ye)态(tai)金属线圈具(ju)有(you)磁放(fang)大的作用,其(qi)电磁(ci)感(gan)应(ying)效应(ying)可(ke)以(yi)实(shi)现传(chuan)感器的自供电(dian)。
“非晶(jing)材(cai)料以其独(du)特(te)的电(dian)磁(ci)学(xue)性(xing)能(neng)、抗(kang)腐(fu)蚀性(xing)能(neng)和(he)强韧(ren)一体化的(de)力学(xue)性能,在(zai)许多(duo)领域(yu)得到应(ying)用。”中(zhong)科院(yuan)宁(ning)波(bo)材(cai)料(liao)所主任(ren)、中国工(gong)程(cheng)院院(yuan)士(shi)、中国新材料(liao)产(chan)业(ye)技(ji)术(shu)创(chuang)新(xin)平(ping)台理(li)事(shi)长(zhang)薛群基(ji)也非(fei)常(chang)认(ren)可(ke)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)丝材作为磁敏感材(cai)料在(zai)微(wei)磁传(chuan)感器中(zhong)的应(ying)用(yong)具(ju)有(you)综合(he)优势。
然(ran)而(er),国内目前缺(que)乏高质量的(de)非晶合金裸(luo)丝。尽管(guan)国(guo)内非(fei)晶合(he)金丝材(cai)的(de)研制(zhi)起步较(jiao)早,但长期(qi)没有实现(xian)突(tu)破(po),制(zhi)成(cheng)的(de)磁传(chuan)感(gan)器(qi)的(de)灵敏(min)度、精度(du)和成品率(lv)与国外(wai)产品也(ye)存在一(yi)定(ding)差(cha)距。同(tong)时,非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)丝(si)材(cai)的(de)量(liang)产目前(qian)也遇到(dao)了技(ji)术(shu)瓶颈。中(zhong)国(guo)电(dian)器(qi)工业协会(hui)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)材料应用分会秘书长(zhang)张华介绍,国(guo)内(nei)目(mu)前(qian)主(zhu)要通过(guo)研(yan)究(jiu)文(wen)献(xian)资(zi)料(liao)来研(yan)发(fa)生产设备,生产(chan)技(ji)术(shu)相对落(luo)后(hou),在(zai)稳(wen)定性(xing)、一(yi)致性、连续性(xing)等方面(mian)存在(zai)制(zhi)造难(nan)点(dian),主(zhu)要生(sheng)产技术被(bei)国外垄断,国内市场(chang)一半(ban)以(yi)上(shang)的(de)产(chan)品(pin)依(yi)赖(lai)进口(kou),生产(chan)高(gao)质量的非(fei)晶(jing)合金(jin)丝(si)材已成为“卡(ka)脖子(zi)”难(nan)题。
目前,国(guo)内(nei)外非(fei)晶合金(jin)丝(si)材的通(tong)用制备方法包括(kuo)内圆水(shui)纺法(fa)、玻璃包(bao)覆法、熔体(ti)抽(chou)拉法。国(guo)外(wai)目前已(yi)有(you)比(bi)较成熟的(de)制(zhi)备高(gao)质(zhi)量(liang)非晶合金丝(si)材的(de)技(ji)术(shu),如日本(ben)爱(ai)知(zhi)钢(gang)铁(tie)公司(si)采(cai)用(yong)独(du)特的旋(xuan)转(zhuan)液体(ti)纺丝和(he)单(dan)辊工艺(yi)生(sheng)产磁(ci)性丝和高(gao)强(qiang)度丝两(liang)种(zhong)非(fei)晶(jing)合(he)金丝(si)材(cai),已(yi)应(ying)用在要求(qiu)高灵敏(min)度的磁传(chuan)感器元件、静电消(xiao)除刷、运(yun)动(dong)器材上;以色列(lie)的ACS、UTT等(deng)公(gong)司(si)则专(zhuan)门制作(zuo)玻(bo)璃(li)包(bao)覆非(fei)晶(jing)合(he)金丝(si)材,也(ye)在(zai)传感器(qi)、防(fang)伪(wei)等(deng)领(ling)域(yu)中得到应(ying)用。
对(dui)比国(guo)内(nei)外(wai)发展(zhan),张华(hua)指出了(le)国内非晶合金(jin)丝(si)材发(fa)展(zhan)的问题症结。一(yi)是(shi)需(xu)求不足(zu)、重(zhong)视(shi)不够,缺少(shao)牵头机(ji)构(gou)。目前,一个(ge)传(chuan)感(gan)器需(xu)要的(de)非(fei)晶(jing)合金丝(si)材(cai)不(bu)足1毫(hao)米,国(guo)内年(nian)需求量(liang)也仅(jin)在(zai)万(wan)米以(yi)上(shang),再(zai)加上(shang)部分下(xia)游(you)行业没(mei)有意(yi)识(shi)到(dao)磁传(chuan)感(gan)器的重要性(xing),认为非晶(jing)合金(jin)丝材(cai)产业(ye)规(gui)模小(xiao),导(dao)致对其缺(que)少足够的重视(shi)。这(zhe)也(ye)反(fan)映出了非晶合金丝材应(ying)用的广度(du)和深度都(dou)有(you)待(dai)拓(tuo)展。二(er)是下(xia)游产(chan)业技(ji)术(shu)工(gong)艺尚(shang)未有(you)突(tu)破性进(jin)展,仍处(chu)于(yu)跟(gen)随、模仿阶段,且存在(zai)多(duo)重短板(ban)。这(zhe)也影(ying)响了(le)厂(chang)家(jia)对(dui)非晶合(he)金(jin)丝(si)材(cai)的研制动(dong)力。三是(shi)跨(kua)学科协(xie)作(zuo)尚未形(xing)成(cheng)。非(fei)晶合金(jin)丝(si)材领(ling)域的(de)研究(jiu)人员(yuan)较(jiao)少(shao),主(zhu)要以科(ke)研(yan)单(dan)位(wei)和高(gao)校为主,企业参与(yu)的(de)不(bu)多(duo)。
对(dui)此,针对国(guo)内非晶合金丝(si)材(cai)发(fa)展(zhan)现(xian)状(zhuang)和(he)特(te)点(dian),张华建(jian)议(yi)从以下(xia)4方(fang)面发(fa)力(li)。首先(xian),加(jia)大(da)技术协(xie)作(zuo)、协(xie)同力度(du),可先(xian)围绕几(ji)个重点目标进(jin)行技术(shu)积累(lei),实现(xian)长(zhang)久(jiu)研发(fa)。其次,分解“卡脖子”技术(shu)难点。加大技(ji)术攻关力(li)度,尤其须(xu)增(zeng)强企业与(yu)高校(xiao)、科(ke)研(yan)单位间的学(xue)术交(jiao)流与(yu)合作,紧跟前沿,协同发(fa)展。再次(ci),定(ding)期(qi)开展(zhan)技(ji)术(shu)交(jiao)流与(yu)研讨(tao),包括(kuo)开(kai)展定期(qi)的创(chuang)新交(jiao)流(liu)或比赛、和(he)国(guo)外先进(jin)技(ji)术(shu)企业进行定期(qi)合(he)作与(yu)交流。最后(hou),加(jia)快(kuai)培育应用市场,推(tui)进(jin)非晶合(he)金(jin)丝材创新(xin)发(fa)展(zhan),大力开(kai)发非(fei)晶(jing)合金丝(si)材(cai)应用(yong)领(ling)域,尤其(qi)要(yao)促(cu)进(jin)其(qi)在水陆智(zhi)能交通(tong)、无(wu)人(ren)驾驶、航天(tian)军(jun)工(gong)、无人(ren)机等领域焕(huan)发新(xin)活(huo)力(li)。
消(xiao)息(xi)链接(jie)
第(di)二届全国(guo)非晶合金(jin)丝(si)材暨非晶微传(chuan)感器(qi)技(ji)术(shu)与(yu)应(ying)用研(yan)讨会(hui)召(zhao)开——
“双碳(tan)”背(bei)景(jing)下非晶(jing)合金(jin)丝材(cai)前(qian)景可(ke)期(qi)
图(tu)为中(zhong)国(guo)电器工(gong)业(ye)协(xie)会非晶合(he)金(jin)材料应(ying)用分(fen)会(hui)秘书长(zhang)张华(hua)主持开(kai)幕式
“尤(you)其是(shi)在(zai)当前‘双(shuang)碳’战略(lve)背(bei)景(jing)下,非晶(jing)合金丝材(cai)发展大(da)有可(ke)为(wei),前(qian)景可期。”9月(yue)23日(ri),在(zai)浙(zhe)江(jiang)宁波(bo)召开的由中(zhong)国(guo)电器工(gong)业协会非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)材(cai)料应(ying)用(yong)分会(hui)、中国新(xin)材料(liao)产(chan)业技(ji)术创新(xin)平(ping)台(tai)主(zhu)办的(de)第二(er)届全国(guo)非晶合(he)金丝材暨非晶微传感器技(ji)术与(yu)应(ying)用研讨(tao)会上(shang),中(zhong)科(ke)院宁(ning)波(bo)材料所主(zhu)任、中国(guo)工(gong)程院(yuan)院(yuan)士(shi)、中(zhong)国(guo)新材(cai)料(liao)产业技术创(chuang)新平台(tai)理(li)事长薛(xue)群(qun)基(ji)在(zai)为大会致(zhi)辞时指出(chu),随着信(xin)息技术(shu)、智能制(zhi)造的(de)迅速(su)发展(zhan),市场将(jiang)对传(chuan)感器用磁性元件的(de)需(xu)求更加(jia)迫切(qie),如(ru)在(zai)极(ji)端环境下作业(ye)的传(chuan)感器,更(geng)需(xu)要(yao)非(fei)晶合金材(cai)料优(you)异(yi)的(de)力学(xue)性(xing)能、抗腐蚀(shi)性能(neng)等(deng)。
世界(jie)著名(ming)材料(liao)学(xue)家(jia)、美(mei)国国家(jia)工(gong)程(cheng)院院(yuan)士、日本(ben)学(xue)士院(yuan)院士井上明(ming)久出席(xi)研(yan)讨(tao)会(hui)。南京大(da)学(xue)教(jiao)授、中科院(yuan)院士(shi)都(dou)有为(wei),中(zhong)国船(chuan)舶(bo)集团公司第(di)七(qi)一0研究所研究员杨昌茂(mao)和中(zhong)国(guo)电器(qi)工(gong)业(ye)协(xie)会(hui)非(fei)晶(jing)合金材(cai)料应(ying)用(yong)分(fen)会秘书(shu)长张华等(deng)12位(wei)专(zhuan)家(jia)围绕(rao)非(fei)晶(jing)合金丝材(cai)特(te)殊性(xing)能开(kai)发(fa)的(de)最(zui)新进展(zhan)及(ji)其(qi)在(zai)磁(ci)传感器上(shang)应(ying)用的(de)制备(bei)要(yao)求、需求(qiu)导向、技术(shu)挑战,以及(ji)产业(ye)发展现(xian)状(zhuang)、当(dang)前(qian)瓶颈、未(wei)来方向(xiang)等(deng)热点话题进(jin)行了交(jiao)流(liu)与探(tan)讨(tao)。中国(guo)科(ke)学院空天信息创(chuang)新研究(jiu)院创(chuang)新(xin)研(yan)究(jiu)员(yuan)庄鑫、中(zhong)科(ke)院(yuan)宁波(bo)材料(liao)所研(yan)究员黎嘉威(wei)分别主(zhu)持(chi)了(le)上午和下午(wu)的会(hui)议(yi)。
在非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)丝材(cai)性能方(fang)面,上海海(hai)空(kong)添马传(chuan)感(gan)技术(shu)有(you)限公司(si)创(chuang)始(shi)人(ren)丁(ding)乐(le)慧分(fen)享(xiang)了高精(jing)度磁传(chuan)感器用非(fei)晶(jing)丝材的相(xiang)关参数(shu),黎(li)嘉(jia)威(wei)介绍了(le)Co基(ji)非(fei)晶材料(liao)高(gao)磁导率在探(tan)测弱磁(ci)方面(mian)的(de)优(you)异性,内(nei)蒙古工(gong)业大学科(ke)研(yan)处处长(zhang)刘(liu)景顺(shun)分享(xiang)了(le)Ni掺杂Fe基(ji)合(he)金(jin)微丝组(zu)织(zhi)结构(gou)及其力学(xue)、吸波性能研究(jiu)情况(kuang),中(zhong)国(guo)科(ke)学(xue)院(yuan)空天信息创新研(yan)究院创新研(yan)究(jiu)员(yuan)庄鑫(xin)分(fen)享(xiang)了复合材料(liao)器件用(yong)非晶(jing)微(wei)晶材(cai)料(liao)参数最(zui)优值(zhi)的(de)研究(jiu)情(qing)况(kuang),浙(zhe)江(jiang)师范大(da)学教授方(fang)允樟(zhang)分享(xiang)了(le)其研发团(tuan)队(dui)在(zai)软(ruan)磁细(xi)带纵向(xiang)驱动(dong)巨磁阻抗(kang)磁敏传(chuan)感(gan)技术方面(mian)的(de)最(zui)新(xin)进(jin)展等(deng)。
在(zai)非晶(jing)合(he)金丝材应用方(fang)面(mian),都(dou)有(you)为介绍(shao)了包(bao)括(kuo)非(fei)晶(jing)传感(gan)器(qi)在(zai)内的各类磁传(chuan)感(gan)器的性(xing)能(neng)、应(ying)用及最新(xin)研(yan)究(jiu)进展(zhan),杨(yang)昌茂介(jie)绍(shao)了(le)数(shu)字式弱磁传感(gan)器的优势(shi)和应(ying)用情(qing)况(kuang),英(ying)国(guo)巴(ba)廷(ting)顿(dun)公司原技(ji)术(shu)主(zhu)管(guan)、上(shang)海(hai)三护磁仪器厂(chang)长AdrianMarkSwinton介(jie)绍(shao)了(le)国(guo)外非晶(jing)弱磁(ci)传(chuan)感技术在地球物理研究、医疗(liao)、交(jiao)通(tong)、工业、航天(tian)等领域的应用情(qing)况,中科院(yuan)宁(ning)波材(cai)料所(suo)研究(jiu)员(yuan)刘(liu)宜(yi)伟(wei)介(jie)绍了磁(ci)性非晶(jing)丝(si)在(zai)柔性(xing)磁传(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)的(de)优势(shi)及(ji)相(xiang)关研(yan)究(jiu)进展。
在(zai)会上,哈尔滨工(gong)程大学(xue)烟台研(yan)究(jiu)院(yuan)院(yuan)长助(zhu)理吴晟还(hai)从(cong)下游(you)用(yong)户(hu)角(jiao)度(du)分享(xiang)了海(hai)洋(yang)观(guan)测装备对(dui)传(chuan)感器(qi)的(de)需(xu)求情况;张(zhang)华(hua)介(jie)绍了(le)当前(qian)我国非(fei)晶合(he)金丝材产业(ye)发展情况及面临的(de)技术瓶(ping)颈(jing),并提(ti)出(chu)了(le)发展建议;中电协(xie)电(dian)工(gong)合(he)金(jin)分会副秘(mi)书长崔(cui)得锋(feng)介绍(shao)了(le)非(fei)晶(jing)软磁合金(jin)丝(si)材(cai)相(xiang)关标准(zhun)的(de)研(yan)制情况。
图为(wei)荣誉证(zheng)书颁发(fa)仪式
此外(wai),井(jing)上(shang)明久(jiu)、薛群基(ji)、都有(you)为(wei)三位(wei)院士在(zai)会(hui)上(shang)为做主旨(zhi)报告的专家(jia)颁发了荣(rong)誉(yu)证(zheng)书(shu)。与(yu)会(hui)代表(biao)在(zai)会(hui)后还(hai)参(can)观(guan)了(le)浙(zhe)江省磁性材料(liao)应用(yong)技(ji)术制(zhi)造(zao)业(ye)创新(xin)中心(xin)。