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圖1：該非晶合金系外加磁場(chǎng)與磁致伸縮關(guān)系圖

圖2：該非晶合金系DSC曲線圖

鐵基非晶軟磁合金已被廣泛應(yīng)用于各類變壓器鐵芯材料，而鐵磁性塊體非晶合金因其兼具優(yōu)異軟磁性能和超高斷裂強(qiáng)度，是潛在的結(jié)構(gòu)和功能材料，正受到越來(lái)越多的關(guān)注。其中，采用非晶磁性合金材料作為芯體的傳感器具有靈敏度高、頻響好、功耗低和直流測(cè)量穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，而鐵基磁致伸縮非晶合金傳感器除了上述優(yōu)點(diǎn)外，還可以測(cè)量物體位置的瞬間微小變化，因而可用于微位移和液面高度等的測(cè)控。但是傳統(tǒng)鐵基非晶合金飽和磁致伸縮低（小于40×10^-6），且受非晶形成能力的影響，只能制備出帶材和絲材，應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。

中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所沈?qū)汖堈n題組通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究，選擇合適的鐵基非晶合金體系和適量的稀土元素?fù)诫s，成功探索發(fā)現(xiàn)具有大非晶形成能力和高飽和磁致伸縮的鐵磁性塊體非晶合金。該合金可制備出直徑為4毫米的非晶合金棒材，其飽和磁致伸縮系數(shù)達(dá)到65×10^-6（圖1），超過(guò)了任何已知鐵基非晶合金所具有的最大磁致伸縮值。此外，該鐵基塊體非晶合金體系具有100 K的大過(guò)冷液相區(qū)（圖2），因此可在該溫度區(qū)間內(nèi)像塑料一樣進(jìn)行形狀復(fù)雜的超塑性加工。同時(shí)，該鐵磁性塊體非晶合金體系還具有0.65-0.86 T的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，超過(guò)7000的初始磁導(dǎo)率，以及3800-4000 MPa的超高強(qiáng)度。其優(yōu)良的綜合性能使之有望成為磁致伸縮傳感器芯體材料。

相關(guān)結(jié)果發(fā)表在AIP ADVANCES 1, 042110 (2011)上，申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01010260501.5），并已被列入工信部新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”重點(diǎn)產(chǎn)品目錄（產(chǎn)品編號(hào)：388，產(chǎn)品名稱：其他高性能磁致伸縮材料）。相關(guān)內(nèi)容還分別在2011年韓國(guó)物理學(xué)會(huì)春季年會(huì)（4. 13-15，2011, 大邱，韓國(guó)）、2011年國(guó)際先進(jìn)材料制造與加工會(huì)議（THERMEC’2011, 8. 1-5, 2011, 魁北克，加拿大）上作了邀請(qǐng)報(bào)告，在2011年歐洲材料年會(huì)（EUROMAT 2011, 9. 12-15, 2011, Montpellier, 法國(guó)）上作了亮點(diǎn)報(bào)告。

該研究得到國(guó)家863計(jì)劃（2007AA03Z102）、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金（50825103）、以及中科院項(xiàng)目百人計(jì)劃（KGCX-2-YW-803）的支持