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低磁噪聲、易加工的聚苯乙烯接枝非晶合金復(fù)合材料在超低頻極弱磁場(chǎng)測(cè)量中的應(yīng)用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期：2024-07-01  瀏覽次數(shù)：2901
在當(dāng)今科技迅猛發(fā)展的時(shí)代，對(duì)磁場(chǎng)的精確測(cè)量與控制已成為許多高科技領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。特別是在生物磁學(xué)、量子計(jì)算和精密儀器等領(lǐng)域，對(duì)超弱磁場(chǎng)的測(cè)量精度要求極高。然而，現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)常常受到環(huán)境磁場(chǎng)噪聲的干擾，限制了測(cè)量的靈敏度和準(zhǔn)確性。為了實(shí)現(xiàn)在“零場(chǎng)”條件下的突破性進(jìn)展，必須開發(fā)出具有高磁導(dǎo)率、低磁噪聲和良好加工性能的新型材料。鈷基非晶合金（Co-MG）因其超高品質(zhì)因數(shù)和極低的功耗損失，被認(rèn)為是屏蔽（近）靜態(tài)磁場(chǎng)和解決超弱磁場(chǎng)測(cè)量精度限制的有希望的候選材料。但是，非晶合金的脆性和在低于100 Hz的磁場(chǎng)下磁性能理解不足，限制了它們的廣泛應(yīng)用。

基于此，來自北京航空航天大學(xué)的孫津濟(jì)教授團(tuán)隊(duì)等成功開發(fā)了一種新型的聚苯乙烯（PS）接枝鈷基非晶合金（Co-MG）復(fù)合材料。與現(xiàn)有的高導(dǎo)磁材料相比，如鉑鎳合金和錳鋅鐵氧體，這種新型復(fù)合材料在超低頻下展現(xiàn)出了更低的磁噪聲和更高的磁導(dǎo)率。相關(guān)研究成果以“Low magnetic noise, easy-to-process polystyrene-grafted amorphous alloy composites for extremely-weak magnetic measurement at ultra-low frequency”為題在Materials Today Advances上發(fā)表。

研究人員開發(fā)的Co-MG和PS接枝Co-MG復(fù)合材料，為超弱磁場(chǎng)測(cè)量提供了一種創(chuàng)新的解決方案。通過控制PS鏈的接枝比例，研究者們實(shí)現(xiàn)了材料加工性、磁噪聲水平和磁屏蔽效果之間的最佳平衡。具體來說，Co-MG-(g-PS_35%)復(fù)合材料在初始磁導(dǎo)率上比鉑鎳合金提高了40%，在飽和磁化強(qiáng)度上提高了48%，同時(shí)在屏蔽區(qū)域內(nèi)的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度降低了71%。與Mn–Zn鐵氧體相比，復(fù)合材料的功率損耗和μ″/μ′^2值低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，導(dǎo)致1Hz時(shí)的磁噪聲降低了85%。Co-MG-(g-PS_35%)復(fù)合材料在保持與純PS相似的流變行為和機(jī)械性能的同時(shí)，顯著降低了磁噪聲，提高了磁導(dǎo)率，有望在量子傳感和超弱磁場(chǎng)測(cè)量領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性應(yīng)用。這項(xiàng)工作不僅推動(dòng)了材料科學(xué)的發(fā)展，也為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域帶來了新的可能性。

特別提示：本信息由相關(guān)企業(yè)自行提供，真實(shí)性未證實(shí)，僅供參考。請(qǐng)謹(jǐn)慎采用，風(fēng)險(xiǎn)自負(fù)。


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