軟磁纖維（SMFs）在電子設備內的能量轉換、傳輸和存儲中發揮著至關重要的作用。然而，傳統的SMFs塑性較差，難以承受長期的拉伸、扭轉和剪切變形。

增加晶界的比例可以改善傳統SMFs的塑性變形能力，但會降低矯頑力，嚴重限制了它們在柔性電子和多功能組件中的應用。

2024年12月4日，中國礦業大學楊衛明教授、中國科學院寧波材料技術與工程研究所黎嘉威研究員在國際知名期刊Nature Communications發表題為《A one-step fabrication of soft-magnetic high entropy alloy fiber with excellent strength and flexibility》的研究論文，Yan Ma、寇宗德為論文共同第一作者，楊衛明教授、黎嘉威研究員為論文共同通訊作者。

楊衛明，中國礦業大學力學與土木工程學院教授。2009年、2011年、2014年本碩博畢業于中國礦業大學，博士畢業后留校任教，2016年直接破格晉升為副教授，2021年晉升為教授。

楊衛明教授主要開展深部地下空間開發關鍵材料、應力場磁各向異性檢測、3D打印鐵基非晶器件殘余應力調控與裂紋抑制等方面的研究工作，以第一作者或通訊作者在Mater. Futures、Add. Manuf.、J. Mater. Sci. Tech.等期刊發表SCI論文100余篇，授權國家發明專利10余項。

黎嘉威，中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員。2008年本科畢業于中南大學，2013年博士畢業于中國科學院大學。同年加入中國科學院寧波材料技術與工程研究所。

黎嘉威研究員的主要研究方向為非晶納米晶軟磁材料的結構調控及其對高頻特性的影響研究，包括表面改性與結構設計、高頻軟磁性能與電磁屏蔽、非晶絲制備與傳感器技術等。在Mater. Futures、ACS Appl. Mater. Inter.、J. Mater. Sci. Technol.等期刊發表SCI論文60余篇，申請國家發明專利30余項。

在本文中，作者提出了一種解決這種困境的策略，即通過簡單的一步旋轉水紡絲方法粗化含有具有小晶格失配的有序共格納米沉淀物的Fe₃₄Co₂₉Ni₂₉Al₃Ta₃Si₂高熵合金（HEA）纖維的晶粒來實現，這可以減少疇壁釘扎并提高位錯遷移率。

所得微米直徑軟磁HEA纖維在23%伸長率下的拉伸強度為674 MPa，低矯頑力為8.1 Oe，在10 kOe下的中等磁化強度為116 emu/g，居里溫度高達770? K。

圖1：軟磁高熵合金（HEA）纖維的制備、形貌和性能

圖2：HEA纖維的微觀結構演變

圖3：HEA纖維的三維原子探針斷層掃描（3D-APT）圖

圖4：HEA纖維的磁疇結構和低矯頑力機制

圖5：軟磁HEA纖維的變形結構

綜上，作者通過一種簡單的一步旋轉水紡絲法制備了含有有序共格納米沉淀物的Fe₃₄Co₂₉Ni₂₉Al₃Ta₃Si₂高熵合金（HEA）纖維，該纖維展現出優異的軟磁性能和機械強度，突破了傳統軟磁纖維塑性不足的限制。

研究人員制備出具有低矯頑力（8.1 Oe）、高拉伸強度（674 MPa）、高延伸率（23%）和高居里溫度（770 K）的軟磁HEA纖維，對于柔性電子和多功能復合材料領域具有重要的應用前景，特別是在可穿戴電子、仿人機器人和智能建筑等方面。

Ma, Y., Kou, Z., Yang, W.?et al.?A one-step fabrication of soft-magnetic high entropy alloy fiber with excellent strength and flexibility.?Nat. Commun.,?(2024).?