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低磁噪聲、易加工的聚苯乙烯接枝非晶合金復合材料在超低頻極弱磁場測量中的應用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期：2024-07-01  瀏覽次數(shù)：2952
在當今科技迅猛發(fā)展的時代，對磁場的精確測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、量子計算和精密儀器等領(lǐng)域，對超弱磁場的測量精度要求極高。然而，現(xiàn)有的測量技術(shù)常常受到環(huán)境磁場噪聲的干擾，限制了測量的靈敏度和準確性。為了實現(xiàn)在“零場”條件下的突破性進展，必須開發(fā)出具有高磁導率、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，被認為是屏蔽（近）靜態(tài)磁場和解決超弱磁場測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的磁場下磁性能理解不足，限制了它們的廣泛應用。

基于此，來自北京航空航天大學的孫津濟教授團隊等成功開發(fā)了一種新型的聚苯乙烯（PS）接枝鈷基非晶合金（Co-MG）復合材料。與現(xiàn)有的高導磁材料相比，如鉑鎳合金和錳鋅鐵氧體，這種新型復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復合材料，為超弱磁場測量提供了一種創(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%)復合材料在初始磁導率上比鉑鎳合金提高了40%，在飽和磁化強度上提高了48%，同時在屏蔽區(qū)域內(nèi)的剩余磁感應強度降低了71%。與Mn–Zn鐵氧體相比，復合材料的功率損耗和μ″/μ′^2值低了一個數(shù)量級，導致1Hz時的磁噪聲降低了85%。Co-MG-(g-PS_35%)復合材料在保持與純PS相似的流變行為和機械性能的同時，顯著降低了磁噪聲，提高了磁導率，有望在量子傳感和超弱磁場測量領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性應用。這項工作不僅推動了材料科學的發(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，真實性未證實，僅供參考。請謹慎采用，風險自負。


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