▇人物名片 姓名:王军强 职务:中国科学院宁波材料技术与工程研究所磁性材料与机电装备事业部研究员 荣誉:2016年第9批浙江省千人计划 说到金属玻璃,可能许多人会感到陌生。实际上,这种产品因其优良的弹性、强度、耐腐蚀度被广泛应用于诸如手表手机外壳等高端商品中。另外,由于它优质的软磁性能,也被应用于变压器、电机等重要的机电产品中,大大降低了电能的损耗。中国科学院宁波材料技术与工程研究所(下文简称为“宁波材料所”)磁性材料与机电装备事业部研究员王军强将目光对准这一材料体系,深耕科学领域10多年,在产业化的“大实验室”中研发性能更加优异的金属玻璃材料。 深耕凝聚态物理领域 2001年,王军强到长春的东北师范大学攻读物理学专业。 对于众多学习物理的学生来说,中科院物理所就如同一座圣殿。在导师的鼓励下,王军强鼓起勇气来到那里,顺利地通过面试和考试。进入中科院物理所开始了硕博连读的全新旅程。踏入圣殿的那一刻,也正是开启了研究凝聚态物理领域的旅程。 “所谓凝聚态物质,指的是所有非气体的物质,比如液体和固体。当时,我主要跟随导师共同研究金属玻璃这种材料,并且在中科院进行了为期5年的硕博连读研究生学习。”王军强回忆,“2010年博士毕业后,我来到了位于日本仙台的东北大学,开始了博士后生涯。之后又去美国威斯康星大学麦迪逊分校进行深造。2014年9月份,我回归祖国的怀抱进入宁波材料所成为研究员。” 无论是日本严谨的学术环境,还是美国开放的研究氛围,对于王军强来说都是一笔不可多得的财富。对于他来说,印象最深刻的莫过于2011年的日本本州岛海域的地震。“那时,一整天里时不时都会出现余震,震级在4、5级左右,在害怕之余,我发现9层的实验楼就像跳舞一样,但是没有任何损毁。令人惊叹日本材料的质量真的非常过硬。”他说。 在对材料有着更加深刻认识的同时,王军强也愈发坚定自己要回国的信念。“在国内做事,总有一种踏实的感觉。” 金属玻璃应用领域极广 来到宁波材料所之后,王军强带领团队继续深入研究金属玻璃领域。为了让记者更直接地意识到这种材料的性能,他为记者演示了一个实验:两个透明管子下面分别放置钛合金和金属玻璃,在相同高度分别朝管中投掷小钢珠,金属玻璃材料上面的小球保持了长时间的弹跳状态,而钛合金上的小球马上停了下来。 “可见,金属玻璃的弹性非常好,钢珠的大部分机械能并没有丧失,所以可以长时间保持弹跳状态。另外,这种材料也更加结实防摔,不容易损耗。”王军强介绍道,这种材料最早被应用在太阳风的捕捉板中,现在也可以用于手机外壳、球杆、手表外壳等材料中。目前,团队已经开发出了自己的材料体系。 除此之外,王军强与团队还在致力于研究金属玻璃制成的软磁材料。所谓软磁材料,指的是能够随着外界磁场敏感被磁化的材料。这种产品对于国家来说十分重要,常被应用于变压器中。 “从发电厂到百姓家中,传输的过程中有能量的损耗,如果用我们研发的非晶合金,能量损耗可以降低70%左右。”王军强说,“我们团队已经研发出了一些新的材料体系,并经过了中试阶段。现在正在与国内的企业对接,准备批量化生产。”此外,记者还了解到,目前团队已经申请到了十多项专利。 不断突破更多的挑战 “我们在实验室里,可以买高纯度的铁,但是放大产业化之后,就要考虑国内的原材料价格、生产工艺的稳定性等方面。所以,我们正在研究,如何把控成本,并且保持产品的稳定性。”王军强说,他希望软磁的性能与饱和磁感应强度都能达到要求。 此外,他还发现材料投入应用也面临诸多挑战。比如说,材料的韧性是否够强、材料退火之后可能变脆等问题。 于是,团队在开发材料体系的同时,还在致力于研究源头的物理问题,包括为什么卷曲的力对磁性有影响等问题。 记 者 劳育聪 实习生 孔诗红
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