“磁(ci)导率(lv)是影(ying)响磁传(chuan)感器性(xing)能的关键参(can)数(shu),在(zai)各类(lei)磁(ci)性材料性能的对(dui)比中(zhong),Co基(ji)非(fei)晶(jing)丝材(cai)磁(ci)导(dao)率最高,非常适(shi)合探测弱(ruo)磁。”在(zai)9月(yue)23日(ri)召开(kai)的第二(er)届全(quan)国非晶(jing)合(he)金(jin)丝材(cai)暨非(fei)晶微传感器技(ji)术与(yu)应(ying)用(yong)研(yan)讨会上(shang),中科(ke)院宁波材(cai)料所研究员黎嘉(jia)威介(jie)绍(shao)道。
这种弱(ruo)磁(ci)探(tan)测(ce)性(xing)能(neng)也(ye)预示(shi)着非(fei)晶(jing)合金(jin)丝材在(zai)弱磁场(chang)方面的(de)应(ying)用优势(shi)。弱磁(ci)场(chang)最为典(dian)型(xing)的是(shi)我们(men)自身就存在(zai)着(zhe)弱磁场(chang)的(de)人(ren)体(ti)。在(zai)会(hui)上,南(nan)京(jing)大学(xue)教授(shou)、中科(ke)院(yuan)院士都(dou)有(you)为(wei)描述(shu)了这样(yang)一个(ge)场(chang)景:在未(wei)来(lai),当(dang)一个(ge)人生(sheng)病(bing)了(le),不(bu)需要医(yi)生用x光等(deng)大型(xing)精密医(yi)疗(liao)设备去检(jian)查生(sheng)病(bing)的部(bu)位(wei),而(er)是仅用很(hen)灵敏的(de)传感(gan)器对(dui)人体磁场(chang)进行(xing)测量,再通过(guo)与正常状(zhuang)态下(xia)的(de)磁场比(bi)较来(lai)发现人体(ti)生病的部位……如今,作为(wei)磁(ci)敏(min)感(gan)材料的(de)非晶(jing)合(he)金丝材在(zai)微(wei)磁(ci)传感(gan)器应(ying)用(yong)上已(yi)经显(xian)示出低成本(ben)、小(xiao)体积(ji)、低功(gong)耗(hao)和(he)快(kuai)速响(xiang)应的(de)综合优势(shi),也在(zai)无(wu)人(ren)机(ji)、机器(qi)人(ren)、手(shou)机(ji)等(deng)智(zhi)能化设备(bei)上得到普遍应(ying)用(yong),在人机交互、健(jian)康医(yi)疗(liao)、军(jun)事(shi)领域(yu)也(ye)显(xian)示(shi)出(chu)广(guang)阔(kuo)的应用(yong)前(qian)景。可(ke)以(yi)预(yu)见,都有为描述(shu)的(de)场景(jing)将(jiang)在(zai)不(bu)远的(de)未(wei)来(lai)出现(xian)。
当然,传(chuan)感器(qi)的应(ying)用(yong)受到(dao)能(neng)源(yuan)限制,需要(yao)解(jie)决自(zi)供电探(tan)测(ce)问(wen)题(ti)。针(zhen)对(dui)这(zhe)个问(wen)题(ti),中科院宁(ning)波材料(liao)所研(yan)究(jiu)员刘(liu)宜(yi)伟认为(wei),利用(yong)非(fei)晶(jing)合金丝材作为(wei)磁芯的(de)液态金(jin)属(shu)线圈具(ju)有(you)磁(ci)放大(da)的作用,其(qi)电磁感应(ying)效(xiao)应可(ke)以实(shi)现(xian)传(chuan)感器(qi)的(de)自(zi)供(gong)电。
“非晶材料(liao)以其(qi)独特的(de)电磁学(xue)性(xing)能(neng)、抗(kang)腐蚀(shi)性能和强(qiang)韧一(yi)体化(hua)的力学性能(neng),在(zai)许多领域(yu)得(de)到(dao)应用。”中科院宁(ning)波(bo)材料(liao)所主(zhu)任(ren)、中(zhong)国(guo)工(gong)程院(yuan)院(yuan)士、中国新材(cai)料(liao)产业(ye)技术(shu)创新平台(tai)理事长薛群(qun)基也(ye)非常认(ren)可非晶(jing)合(he)金(jin)丝(si)材作为(wei)磁(ci)敏(min)感(gan)材料在微磁传感器中的应用具(ju)有综(zong)合优(you)势。
然而,国内(nei)目(mu)前缺(que)乏(fa)高(gao)质量(liang)的(de)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin)裸(luo)丝(si)。尽(jin)管(guan)国内(nei)非(fei)晶(jing)合金(jin)丝(si)材(cai)的研制起(qi)步(bu)较(jiao)早(zao),但长期没有实现(xian)突(tu)破,制成(cheng)的磁传感器(qi)的(de)灵敏(min)度、精度和(he)成(cheng)品率与(yu)国外(wai)产品(pin)也存在(zai)一(yi)定差(cha)距。同时(shi),非晶合(he)金丝材的(de)量(liang)产目(mu)前(qian)也遇(yu)到(dao)了技(ji)术瓶颈。中(zhong)国电(dian)器工业协会非(fei)晶(jing)合金材(cai)料(liao)应(ying)用分(fen)会(hui)秘(mi)书长张华(hua)介绍,国(guo)内(nei)目前(qian)主(zhu)要(yao)通过(guo)研(yan)究(jiu)文(wen)献资(zi)料来研发(fa)生产设(she)备,生(sheng)产(chan)技术相(xiang)对落(luo)后(hou),在稳(wen)定性、一(yi)致性、连(lian)续(xu)性等(deng)方面存在(zai)制造(zao)难点(dian),主要(yao)生(sheng)产技术被(bei)国外(wai)垄断,国(guo)内(nei)市场(chang)一(yi)半以(yi)上的(de)产品(pin)依赖(lai)进口(kou),生(sheng)产(chan)高(gao)质量的(de)非晶(jing)合(he)金丝材(cai)已(yi)成(cheng)为“卡脖(bo)子”难(nan)题(ti)。
目前,国内外(wai)非(fei)晶合(he)金(jin)丝(si)材的通用(yong)制备方法(fa)包括内圆水纺法、玻璃(li)包覆法、熔体抽(chou)拉(la)法(fa)。国外(wai)目(mu)前(qian)已有(you)比较(jiao)成(cheng)熟的制(zhi)备高质(zhi)量(liang)非(fei)晶合(he)金(jin)丝(si)材(cai)的技术,如日(ri)本(ben)爱(ai)知钢铁公司(si)采用独特(te)的(de)旋转(zhuan)液(ye)体(ti)纺丝和单辊工艺生(sheng)产磁性丝和高(gao)强(qiang)度(du)丝(si)两(liang)种非(fei)晶合(he)金(jin)丝(si)材(cai),已(yi)应(ying)用在(zai)要求(qiu)高(gao)灵敏度(du)的磁(ci)传感器元件(jian)、静(jing)电(dian)消除刷、运动(dong)器材上(shang);以色(se)列(lie)的ACS、UTT等(deng)公司(si)则专门制(zhi)作玻璃(li)包覆非晶合(he)金(jin)丝(si)材(cai),也在(zai)传感器、防伪(wei)等(deng)领域中得到应(ying)用(yong)。
对比(bi)国内(nei)外(wai)发展(zhan),张华(hua)指出(chu)了(le)国内(nei)非晶合(he)金丝(si)材(cai)发展的问(wen)题(ti)症结。一是需求不(bu)足、重视(shi)不够(gou),缺少牵(qian)头(tou)机(ji)构(gou)。目(mu)前,一(yi)个(ge)传(chuan)感(gan)器(qi)需要的非(fei)晶合金(jin)丝材(cai)不(bu)足1毫(hao)米,国(guo)内年需(xu)求量(liang)也(ye)仅(jin)在万米以上,再(zai)加上部(bu)分(fen)下(xia)游行业没(mei)有(you)意(yi)识到磁(ci)传感器的(de)重(zhong)要(yao)性,认(ren)为(wei)非晶合金(jin)丝(si)材产(chan)业规(gui)模(mo)小(xiao),导致对(dui)其(qi)缺少(shao)足(zu)够的重(zhong)视。这(zhe)也反(fan)映出(chu)了非晶合(he)金(jin)丝(si)材(cai)应用的广(guang)度和(he)深度都有待拓(tuo)展。二是下(xia)游(you)产(chan)业技(ji)术(shu)工(gong)艺(yi)尚(shang)未(wei)有(you)突(tu)破性(xing)进展(zhan),仍处于(yu)跟随(sui)、模(mo)仿(fang)阶段(duan),且存在(zai)多重短(duan)板。这(zhe)也(ye)影响了(le)厂(chang)家对非(fei)晶合金(jin)丝材的(de)研制动力。三是跨学(xue)科(ke)协(xie)作尚未(wei)形(xing)成(cheng)。非晶(jing)合(he)金(jin)丝材领域(yu)的(de)研究(jiu)人员(yuan)较(jiao)少(shao),主(zhu)要以(yi)科研(yan)单(dan)位(wei)和(he)高校为(wei)主,企(qi)业(ye)参(can)与的不(bu)多(duo)。
对此(ci),针对(dui)国内非(fei)晶合(he)金(jin)丝材发展(zhan)现(xian)状(zhuang)和(he)特点(dian),张华(hua)建议从以(yi)下(xia)4方(fang)面发(fa)力。首先(xian),加(jia)大技术(shu)协作、协同力(li)度,可先(xian)围(wei)绕几个重点目标(biao)进行技(ji)术(shu)积(ji)累(lei),实现(xian)长久研发(fa)。其次(ci),分解(jie)“卡脖子(zi)”技(ji)术(shu)难点(dian)。加(jia)大(da)技术(shu)攻(gong)关力度,尤(you)其(qi)须增强(qiang)企业与高校、科(ke)研单(dan)位间的学术交流与(yu)合(he)作,紧跟(gen)前(qian)沿,协(xie)同(tong)发展(zhan)。再(zai)次,定期(qi)开展技(ji)术(shu)交流与研讨(tao),包(bao)括(kuo)开(kai)展定(ding)期的创新交(jiao)流(liu)或(huo)比(bi)赛、和(he)国(guo)外先(xian)进技术(shu)企(qi)业(ye)进行定(ding)期(qi)合作与(yu)交流(liu)。最后,加快培育应(ying)用市场,推(tui)进(jin)非晶合(he)金丝(si)材创(chuang)新(xin)发展(zhan),大力开(kai)发非晶(jing)合金丝(si)材(cai)应用领(ling)域(yu),尤(you)其(qi)要促进(jin)其(qi)在(zai)水陆智能交(jiao)通、无(wu)人驾驶(shi)、航(hang)天(tian)军工(gong)、无人(ren)机(ji)等(deng)领(ling)域焕(huan)发新活(huo)力。
消(xiao)息链(lian)接
第二届(jie)全(quan)国(guo)非晶(jing)合金(jin)丝材(cai)暨非晶微传感器(qi)技术与应用(yong)研讨(tao)会召开(kai)——
“双碳”背(bei)景下非(fei)晶(jing)合金丝(si)材前(qian)景(jing)可(ke)期
图为(wei)中(zhong)国(guo)电器(qi)工(gong)业协会非晶合(he)金(jin)材料应用(yong)分(fen)会秘书长(zhang)张(zhang)华主持开幕(mu)式
“尤(you)其(qi)是在(zai)当前‘双碳’战略(lve)背(bei)景下(xia),非晶合金(jin)丝(si)材(cai)发(fa)展大(da)有(you)可为(wei),前(qian)景可(ke)期(qi)。”9月23日(ri),在(zai)浙江(jiang)宁波(bo)召开的(de)由(you)中(zhong)国(guo)电器工(gong)业(ye)协会(hui)非(fei)晶(jing)合(he)金材料应(ying)用分(fen)会(hui)、中(zhong)国新(xin)材料(liao)产(chan)业技术创新平(ping)台主(zhu)办(ban)的第(di)二届(jie)全国非(fei)晶合金(jin)丝材(cai)暨(ji)非(fei)晶(jing)微传感器(qi)技术(shu)与(yu)应用研(yan)讨(tao)会上(shang),中(zhong)科院宁波材料(liao)所(suo)主(zhu)任(ren)、中国(guo)工(gong)程(cheng)院院士、中国(guo)新(xin)材料产业(ye)技(ji)术(shu)创(chuang)新平台(tai)理(li)事(shi)长薛(xue)群基(ji)在(zai)为(wei)大会致辞(ci)时(shi)指出,随(sui)着信息技术(shu)、智(zhi)能制造的迅(xun)速(su)发(fa)展,市(shi)场(chang)将(jiang)对(dui)传(chuan)感(gan)器(qi)用(yong)磁性元(yuan)件(jian)的(de)需(xu)求(qiu)更加(jia)迫切,如在极(ji)端环境(jing)下作(zuo)业的(de)传(chuan)感器,更(geng)需(xu)要(yao)非晶合金(jin)材料(liao)优异的力学(xue)性能(neng)、抗腐(fu)蚀性能等。
世界著(zhu)名(ming)材(cai)料(liao)学家(jia)、美国(guo)国(guo)家工(gong)程(cheng)院(yuan)院(yuan)士(shi)、日本学(xue)士院(yuan)院(yuan)士(shi)井(jing)上明久出(chu)席研讨会(hui)。南京大(da)学教(jiao)授、中(zhong)科(ke)院(yuan)院(yuan)士(shi)都有(you)为,中国船舶集(ji)团公司(si)第七一(yi)0研(yan)究所(suo)研(yan)究员杨昌(chang)茂(mao)和(he)中国电器(qi)工(gong)业协会(hui)非晶合(he)金材料应(ying)用分会(hui)秘(mi)书长(zhang)张(zhang)华等12位(wei)专(zhuan)家(jia)围(wei)绕(rao)非(fei)晶(jing)合(he)金丝材(cai)特(te)殊(shu)性能开发(fa)的(de)最(zui)新(xin)进展及(ji)其在磁(ci)传(chuan)感(gan)器上(shang)应(ying)用的制(zhi)备要(yao)求(qiu)、需求(qiu)导向、技(ji)术(shu)挑(tiao)战,以及(ji)产(chan)业(ye)发展现状(zhuang)、当前(qian)瓶颈(jing)、未(wei)来方向等(deng)热(re)点(dian)话(hua)题(ti)进(jin)行(xing)了交流(liu)与探(tan)讨(tao)。中国科(ke)学院空(kong)天(tian)信(xin)息创新研究院(yuan)创(chuang)新研究员庄鑫、中(zhong)科(ke)院(yuan)宁(ning)波(bo)材(cai)料(liao)所(suo)研(yan)究员黎(li)嘉威分(fen)别主持了(le)上午和下(xia)午的会议。
在(zai)非(fei)晶合(he)金(jin)丝(si)材(cai)性能方面(mian),上(shang)海(hai)海(hai)空(kong)添(tian)马传感技(ji)术有限(xian)公司创始人丁(ding)乐慧(hui)分(fen)享了高精(jing)度磁(ci)传(chuan)感(gan)器(qi)用非晶丝材(cai)的相关参(can)数,黎(li)嘉(jia)威(wei)介(jie)绍了(le)Co基非(fei)晶材(cai)料高(gao)磁导率(lv)在(zai)探测弱(ruo)磁方面(mian)的(de)优(you)异(yi)性,内蒙古工业(ye)大学科研(yan)处处(chu)长刘(liu)景(jing)顺(shun)分享(xiang)了(le)Ni掺杂Fe基合(he)金微(wei)丝组(zu)织结构(gou)及(ji)其(qi)力学、吸(xi)波(bo)性(xing)能(neng)研(yan)究(jiu)情况,中国(guo)科学院空(kong)天(tian)信(xin)息(xi)创新研(yan)究院(yuan)创新(xin)研究员庄(zhuang)鑫(xin)分(fen)享了(le)复(fu)合(he)材(cai)料器件(jian)用(yong)非(fei)晶(jing)微(wei)晶材(cai)料参(can)数(shu)最(zui)优值(zhi)的(de)研究(jiu)情况,浙江师(shi)范大(da)学教授方(fang)允(yun)樟(zhang)分享(xiang)了(le)其(qi)研发(fa)团队(dui)在(zai)软(ruan)磁细(xi)带纵向(xiang)驱(qu)动(dong)巨(ju)磁阻抗(kang)磁(ci)敏传感(gan)技(ji)术(shu)方面的最新进展等。
在(zai)非晶合(he)金丝材应用(yong)方面,都有(you)为(wei)介绍了(le)包括(kuo)非(fei)晶(jing)传感(gan)器(qi)在内的各类(lei)磁(ci)传感(gan)器的性能、应(ying)用及(ji)最(zui)新(xin)研究进展,杨(yang)昌(chang)茂(mao)介绍了(le)数字(zi)式弱(ruo)磁(ci)传(chuan)感(gan)器(qi)的优(you)势和应用情(qing)况,英国巴(ba)廷顿公司(si)原技术主管(guan)、上(shang)海三(san)护(hu)磁(ci)仪器厂长AdrianMarkSwinton介(jie)绍了国外(wai)非(fei)晶(jing)弱磁(ci)传感技(ji)术在(zai)地(di)球(qiu)物理研究、医(yi)疗(liao)、交通、工业(ye)、航(hang)天(tian)等(deng)领(ling)域(yu)的(de)应(ying)用(yong)情(qing)况(kuang),中(zhong)科(ke)院宁波(bo)材(cai)料所(suo)研究(jiu)员(yuan)刘宜(yi)伟介(jie)绍了(le)磁性(xing)非晶丝在(zai)柔(rou)性磁传(chuan)感器(qi)上的(de)优势及相(xiang)关(guan)研(yan)究进(jin)展(zhan)。
在(zai)会(hui)上(shang),哈(ha)尔滨工程大(da)学(xue)烟(yan)台研究(jiu)院院(yuan)长(zhang)助理吴晟还从下游用户(hu)角度分享(xiang)了海洋观测(ce)装备(bei)对传感器的(de)需(xu)求情况;张华(hua)介(jie)绍(shao)了当前我国非(fei)晶合金(jin)丝(si)材(cai)产(chan)业(ye)发展(zhan)情(qing)况及(ji)面(mian)临(lin)的技(ji)术瓶(ping)颈(jing),并(bing)提出了发展建议;中(zhong)电(dian)协电工合金(jin)分会副秘书(shu)长(zhang)崔得(de)锋(feng)介绍(shao)了(le)非晶(jing)软(ruan)磁合(he)金(jin)丝材相(xiang)关(guan)标(biao)准(zhun)的(de)研(yan)制情况。
图(tu)为荣(rong)誉(yu)证书颁(ban)发(fa)仪(yi)式
此(ci)外(wai),井上明久、薛群(qun)基、都有为三(san)位院(yuan)士在(zai)会(hui)上为(wei)做(zuo)主(zhu)旨(zhi)报(bao)告(gao)的(de)专家颁发(fa)了荣(rong)誉证书。与(yu)会代(dai)表(biao)在会(hui)后(hou)还参(can)观了浙(zhe)江(jiang)省(sheng)磁(ci)性材料(liao)应(ying)用(yong)技术制造业创新(xin)中(zhong)心。