近日，中国矿业大学、松山湖材料实验室、河海大学等机构的研究团队联合在软磁材料领域取得重大突破，在这项研究成果中，刘李晨博士为论文第一作者，马严博士也参与其中。他们开发的Fe₂₆Co₂₅Ni₂₅Al₃Ta₁Si₂B₁₈高熵稀疏纳米晶合金，实现了超低矫顽力（0.3 A/m）与优异机械韧性的协同提升，为先进软磁材料的设计提供了新范式。相关研究成果发表于国际知名期刊《Advanced Science》。

软磁材料作为电子信息产业的关键基础材料，其性能直接影响电子设备的能效与可靠性。传统铁磁高熵合金虽具有出色的力学性能，但软磁性能不佳，矫顽力较高；而非晶合金虽软磁性能优越，却存在机械脆性问题，难以满足复杂工况下的应用需求。

研究团队创新性地提出了“有序调控策略”，通过在铁磁高熵合金体系中构建非晶-纳米晶过渡结构，成功开发出FeCoNiAlTaSiB高熵稀疏纳米晶合金。该合金中，细小的纳米晶体稀疏地分散在非晶基体中，这一独特结构使其同时具备了超低矫顽力和显著的机械韧性。

图1  a) 构件结构设计策略示意图b) 各制备试样的X射线衍射图谱c) 多种制备的高熵合金非晶态合金的差示扫描量热曲线d) 记录的各制备高熵合金非晶态合金室温磁滞回线

实验数据显示，这种过渡态（ANTS）合金带材的矫顽力低至0.3 A/m，饱和磁通密度高达1 T，在1 kHz下的有效磁导率可达13200，远超同类材料水平。同时，其力学性能也十分优异，硬度和杨氏模量分别达到12.17 GPa和304.4 GPa，且能实现180°弯曲而不断裂，展现出卓越的塑性变形能力。

  该材料性能的突破源于其独特的微观结构：纳米晶体周围分布着大量小于2 nm的类晶体有序结构，不仅降低了磁各向异性，还减少了磁畴壁钉扎效应，同时通过释放残余应力提升了机械韧性。此外，合金中Al和Ta的添加有效调控了纳米晶的析出，Si和B的比例优化则最大化了局部磁矩振幅，从而平衡了力学性能与磁性能之间的矛盾。

图2  ANTS状态下的微观结构

相较于传统制备工艺，该材料的制备过程具有高效可控的特点。通过在结晶温度附近进行短时退火处理，即可获得理想的过渡态结构，无需复杂设备，有利于规模化生产。

此项研究得到了国家自然科学基金、深圳市科技创新项目等多个项目的支持。该新型软磁高熵合金在电子电力功能器件等领域具有广阔应用前景，有望推动新一代电子信息设备向高效、小型化、高可靠性方向发展。

论文链接： https://doi.org/10.1002/advs.202503546