前沿 2019-05-16 14:05

多国联合团队开发低成本节能金属材料

陈济桁 摘自 phys网站

据phys网站2019年5月10日刊文,来自俄罗斯国立科技大学(NUST MISIS),中国天津大学以及日本和美国的研究人员组成的国际科研团队,近期开发出了一种新型高能效铁基合金材料,这种材料结合了优质的机械性能和磁性能,同时还兼具低成本特性,这为未来工业技术的发展开辟了全新的机遇。相关的研究结果近期发表在了《合金与化合物》期刊中。

 

这支由多国科学家组成的科研团队创造出的新材料,有助于改善材料的电磁性能,减少电力传输和转换过程中的损失。这种材料的诞生,有望带来更加节能环保的产品,并减少生产过程中有害气体的排放,(包括二氧化碳等温室效应的关键气体之一)。而电磁产品和设备也可因为电能传递效率的提高而减小设计尺寸。

为解决传输和转化过程中电力损失的问题,这支国际科研团队致力于在低成本合计系统中,研发了一种非晶态软磁合金,如Fe-Si-B-Nb-Cu(铁-硅-硼-铌-铜)。

“这种以铁为基体的新合金,具有优异的磁性和强度性能。为了研发这种材料,我们分析了大量的合金成分。同时,为了保证其低成本特性,我们尽力避免使用贵重的合金元素,如铌和钼等。在这项工作中我们找到的所有可能成为新材料成分的合金均采用工业技术——液态淬火(单辊急冷技术)获得。”这项研究的主要作者之一,NUST MISIS的工程师安德烈•巴兹洛夫表示。

 

据他介绍,通过对大量合金元素的分析,科学家们能够确定材料的化学成分和热处理方式对磁性和机械性能的影响。根据这一研究结果,他们设法获得具有高磁性、技术可行性和超高强度的新合金。

“从性能上看,我们获得的新型非晶态铁基合金,不仅在俄罗斯国内,更在全世界范围内都超过了常见的工业用类似合金。更为重要的是,这种新合金还具有相对较低的成本(由于没有使用贵重的合金元素并且易于工业生产。”巴兹洛夫补充道。

目前,科学家们将继续开发这种非晶态软磁合金的配方和加工方法,并计划在工业上进行试生产和推广应用。

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