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新材料技术

目前工业化生产的***（FINEMET）纳米晶合金的Bs只有***，限制了铁芯最大工作磁通密度（Bmax）的进一步提高，不利于电子元器件体积的进一步减小，因此提高铁基纳米晶软磁合金的Bs成为了科研工作者长期追求的目标。虽然目前针对提高纳米晶合金的Bs开展了大量的工作。但它们存在这几方的问题：（1）非晶形成能力低；（2）升温速率要求高，约300-400K/min；（3）退火时间窗口短，约5-10min。严重限制了其工业化应用。 本团队开发的新型Fe-B-P-C-Cu系纳米晶软磁合金，通过提高α-Fe相在晶化过程中的形核速率，利用α-Fe相形核和长大之间的相互竞争关系，降低了软磁性能对升温速率的敏感性；通过调整Cu3P元素团簇的析出速率和长大速率，成功开发了退火时间长达60min，升温速率低至20K/m的FeBPCCu合金。其在693K-723K退火时的最佳退火时间可以延长到60min，特别是在723K退火30min后合金具有最佳的综合软磁性能，Hc为***，Bs为***，μe为17000。

技术优势： 相对于目前已报到的高Bs铁基纳米晶软磁合金而言，我们开发的Fe-B-P-C-Cu-Cr-N合金系具有以下几方面的技术优势：（1）高的非晶形成能力；（2）宽的最佳退火温度区间60K；（3）长的最佳退火时间60min；（4）低的升温速率要求20K/min；（5）低的生产成本。 性能指标： 饱和磁化强度Bs=***，矫顽力Hc=***，磁导率μe=17000，退火窗口：退火时长可到60min，升温速率低至20K/min，退火温度区间可达60K。 成果亮点： 1. 具有自主知识产权，研究成果已授权发明专利2项，申请5项。 2. 技术先进性：国际先进，成功解决了目前高Bs铁基纳米晶软磁合金对退火升温速率和保温时间高敏感性的问题，满足了目前工业化生产的需求。

惠希东教授，长期从事非晶/纳米晶软磁材料的研究。为北京科技大学新金属材料国家重点实验室研究员，博士生导师。中国金属学会非晶合金分会副主任委员，中国材料研究学会凝固科学与技术副主任委员，中国材料研究学会金属间化合物与非晶合金分会秘书长，曾荣获北京科技大学师德先进个人，教育部跨世纪优秀人才，国务院政府特殊津贴专家。 2001年以来，先后主持了国家863计划、国家973计划、国家自然科学基金重点项目等10余项课题。曾荣获国家自然科学二等奖一项，国家科学技术发明二等奖1项，部级科技进步一等奖1项，省部级科技进步二等奖3项。先后在Nature、Phy ***、Acta Mater等国内外学术杂志上发表论文150余篇，其中被SCI收录的论文120余篇，编著和参编了《块体非晶合金》与《金属材料学》等书籍，申请和获得了国家发明专利30余项。

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