本報實(shí)習記者 趙萍
“磁導率是影響磁傳感器性能的關(guān)鍵參數，在各類(lèi)磁性材料性能的對比中，Co基非晶絲材磁導率最高，非常適合探測弱磁?！痹?月23日召開(kāi)的第二屆全國非晶合金絲材暨非晶微傳感器技術(shù)與應用研討會(huì )上，中科院寧波材料所研究員黎嘉威介紹道。
這種弱磁探測性能預示著(zhù)非晶合金絲材在弱磁場(chǎng)方面的應用優(yōu)勢。其實(shí)，人體中就存在著(zhù)弱磁場(chǎng)。在會(huì )上，南京大學(xué)教授、中科院院士都有為描述了這樣一個(gè)場(chǎng)景：在未來(lái)，當一個(gè)人生病了，不需要醫生用X光等大型精密醫療設備去檢查生病的部位，而是僅用很靈敏的傳感器對人體磁場(chǎng)進(jìn)行測量，再通過(guò)與正常狀態(tài)下的磁場(chǎng)比較，從而發(fā)現人體生病的部位……如今，作為磁敏感材料的非晶合金絲材在微磁傳感器應用上已經(jīng)顯現出低成本、小體積、低功耗和快速響應的綜合優(yōu)勢，也在無(wú)人機、機器人、手機等智能化設備上得到普遍應用，在人機交互、健康醫療、軍事領(lǐng)域也顯示出廣闊的應用前景?？梢灶A見(jiàn)，都有為描述的場(chǎng)景將在不遠的未來(lái)出現。
當然，傳感器的應用受到能源限制，需要解決自供電探測問(wèn)題。針對這個(gè)問(wèn)題，中科院寧波材料所研究員劉宜偉認為，利用非晶合金絲材作為磁芯的液態(tài)金屬線(xiàn)圈具有磁放大的作用，其電磁感應效應可以實(shí)現傳感器的自供電。
“非晶材料以其獨特的電磁學(xué)性能、抗腐蝕性能和強韌一體化的力學(xué)性能，在許多領(lǐng)域得到應用?！敝锌圃簩幉ú牧纤魅?、中國工程院院士、中國新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新平臺理事長(cháng)薛群基也非常認可非晶合金絲材作為磁敏感材料在微磁傳感器中的應用優(yōu)勢。
然而，國內目前缺乏高質(zhì)量的非晶合金裸絲。盡管?chē)鴥确蔷Ш辖鸾z材的研制起步較早，但長(cháng)期沒(méi)有實(shí)現突破，制成的磁傳感器的靈敏度、精度和成品率也與國外產(chǎn)品存在一定差距。同時(shí)，目前非晶合金絲材的量產(chǎn)也遇到了技術(shù)瓶頸。中國電器工業(yè)協(xié)會(huì )非晶合金材料應用分會(huì )秘書(shū)長(cháng)張華介紹，國內目前主要通過(guò)研究文獻資料來(lái)研發(fā)生產(chǎn)設備，生產(chǎn)技術(shù)相對落后，在穩定性、一致性、連續性等方面存在制造難點(diǎn)，主要生產(chǎn)技術(shù)被國外壟斷，國內市場(chǎng)一半以上的產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口，生產(chǎn)高質(zhì)量的非晶合金絲材已成為“卡脖子”難題。
目前，國內外非晶合金絲材的通用制備方法包括內圓水紡法、玻璃包覆法、熔體抽拉法。國外目前已有比較成熟的制備高質(zhì)量非晶合金絲材的技術(shù)，如日本愛(ài)知鋼鐵公司采用獨特的旋轉液體紡絲和單輥工藝生產(chǎn)磁性絲和高強度絲兩種非晶合金絲材，已應用在要求高靈敏度的磁傳感器元件、靜電消除刷、運動(dòng)器材上；以色列的ACS（Advanced Combat Systems）等公司則專(zhuān)門(mén)制作玻璃包覆非晶合金絲材，也在傳感器、防偽等領(lǐng)域中得到應用。
對比國內外發(fā)展情況，張華指出了國內非晶合金絲材發(fā)展的問(wèn)題癥結。一是需求不足、重視不夠，缺少牽頭機構。目前，一個(gè)傳感器需要的非晶合金絲材僅幾毫米，甚至不足1毫米，國內年需求量在萬(wàn)米左右，再加上部分下游行業(yè)沒(méi)有意識到磁傳感器的重要性，認為非晶合金絲材產(chǎn)業(yè)規模小，對其缺少足夠的重視。這也反映出了非晶合金絲材應用的廣度和深度都有待拓展。二是下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)工藝尚未有突破性進(jìn)展，仍處于跟隨、模仿階段，且存在多重短板。這也影響了廠(chǎng)家對非晶合金絲材的研制動(dòng)力。三是跨學(xué)科協(xié)作尚未形成。非晶合金絲材領(lǐng)域的研究人員較少，主要以科研單位和高校為主，企業(yè)參與的不多。
對此，針對國內非晶合金絲材發(fā)展現狀和特點(diǎn)，張華建議從以下4個(gè)方面發(fā)力。首先，加大技術(shù)協(xié)作、協(xié)同力度，可先圍繞幾個(gè)重點(diǎn)目標進(jìn)行技術(shù)積累，實(shí)現長(cháng)久研發(fā)。其次，分解“卡脖子”技術(shù)難點(diǎn)，加大技術(shù)攻關(guān)力度，尤其須增強企業(yè)與高校、科研單位間的學(xué)術(shù)交流與合作，緊跟前沿，協(xié)同發(fā)展。再次，定期開(kāi)展技術(shù)交流與研討，包括開(kāi)展定期的創(chuàng )新交流或比賽、和國外先進(jìn)技術(shù)企業(yè)進(jìn)行定期合作與交流。最后，加快培育應用市場(chǎng)，推進(jìn)非晶合金絲材創(chuàng )新發(fā)展，大力開(kāi)發(fā)非晶合金絲材應用領(lǐng)域，尤其要促進(jìn)其在水陸智能交通、無(wú)人駕駛、航天軍工、無(wú)人機等領(lǐng)域煥發(fā)新活力。
《中國冶金報》（2022年09月28日 03版三版）
