退火過(guò)程主要是利用弛豫現(xiàn)象調(diào)控非晶合金性能，然而非晶合金中存在豐富的弛豫現(xiàn)象。不同弛豫模式之間也存在耦合作用。如何實(shí)現(xiàn)不同弛豫模式的精準(zhǔn)調(diào)控對(duì)理解不同弛豫模式對(duì)性能的影響規(guī)律具有重要意義。

       近期中科院寧波材料所宋麗建、何娜娜同學(xué)在王軍強(qiáng)和霍軍濤兩位老師的指導(dǎo)下，利用高精度、超快升降溫速率的閃速掃描量熱儀，系統(tǒng)研究了不同合金體系在等溫退火處理?xiàng)l件下的弛豫動(dòng)力學(xué)行為。發(fā)現(xiàn)等溫退火過(guò)程不是單一的弛豫模式，而是存在從β弛豫向弛豫的轉(zhuǎn)變過(guò)程，如下圖一所示。即低溫短時(shí)間退火時(shí)，非晶合金經(jīng)歷β弛豫階段，當(dāng)退火溫度足夠高或者退火時(shí)間足夠長(zhǎng)則會(huì)觸發(fā)弛豫行為。這種等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程是排列疏松區(qū)域自由體積的湮滅使得原子協(xié)同運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)引起的。這些結(jié)果表明可以實(shí)現(xiàn)非晶合金中不同弛豫模式的精準(zhǔn)調(diào)控。

       進(jìn)一步他們通過(guò)精準(zhǔn)控制鐵基非晶合金中的弛豫模式，研究了不同弛豫模式對(duì)鐵基非晶合金軟磁功能特性和力學(xué)變形能力的影響。發(fā)現(xiàn)不同弛豫模式對(duì)鐵基非晶合金的軟磁性能影響存在顯著區(qū)別。β弛豫階段能夠有效改善軟磁性能，矯頑力明顯降低，而磁導(dǎo)率明顯升高，同時(shí)保持良好的力學(xué)性能；弛豫階段對(duì)軟磁性能沒(méi)有明顯影響，矯頑力和磁導(dǎo)率基本保持不變，但力學(xué)變形能力變差，非晶合金變脆，見(jiàn)圖二。說(shuō)明通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控非晶合金中弛豫模式，可以實(shí)現(xiàn)改善軟磁性能而不惡化力學(xué)性能。

       非晶中國(guó)大數(shù)據(jù)中心信息：非晶變壓器過(guò)去一直受到詬病是突發(fā)短路問(wèn)題，而產(chǎn)生短路主要原因是：非專業(yè)制造鐵心企業(yè)在 鐵心退火時(shí)更易變脆，在變壓器油里產(chǎn)生很多碎屑造成的。王軍強(qiáng)團(tuán)隊(duì)這成果有望解決這個(gè)難題，讓非晶變壓器不再因此造成短路，這對(duì)推廣高效節(jié)能非晶變壓器有重要意義。

       王軍強(qiáng)，中科院寧波材料所研究員，博士生導(dǎo)師。中科院百人計(jì)劃特聘研究員，浙江省“千人計(jì)劃”人才。

       中科寧波材料所宋麗建、王軍強(qiáng)供稿，非晶中國(guó)整理編輯。