在現代尖端科技領域,一場關乎“磁場”的靜默戰爭正在上演。量子計算機中脆弱的量子比特,極紫外光刻機內精準控制的電子束,它們的穩定運行都依賴于一個近乎完美的“靜磁”環境。任何微弱的雜散磁場,都如同在精密交響樂中出現的刺耳噪音,足以導致計算錯誤、制造精度失之毫厘。因此,如何構建高效的磁屏蔽堡壘,成為制約量子計算、光刻機等裝備發展的關鍵瓶頸之一。
直面這一國家重大戰略需求,中航鋼研的REF稀谷新材料實驗室成功研發出一種具有國際先進水平的高性能稀土軟磁合金材料及其制備方法,為超高精度磁屏蔽應用提供了堅實的材料基石。

挑戰:尖端裝備的“阿喀琉斯之踵”——無處不在的磁干擾
地球磁場、電器設備、甚至金屬構件本身都會產生微弱的磁場。對于大多數應用而言,這些磁場微不足道,但在以下領域,它們卻是必須被清除的“頭號敵人”:
量子計算: 超導量子比特的相干時間極短,極其敏感。微小的外部磁場波動會直接導致量子退相干,使計算失敗。維持量子比特的穩定,首先需要一個將其與外界磁場徹底隔離的“圣殿”。
極紫外(EUV)光刻機: 作為芯片制造的皇冠,其內部通過電磁場控制高速電子束來生成極紫外光。任何外部磁場的干擾都會引起電子束路徑偏移,導致光刻圖形畸變,直接影響芯片的制程精度和良率。
高精度電子顯微鏡與醫療影像設備: 這些設備的成像分辨率已達到原子級或微特斯拉級,背景磁場的存在會扭曲電子束或磁場均勻性,導致圖像模糊、數據失真。
REF稀谷實驗室的高性能稀土軟磁合金創新成果,并非對傳統材料的簡單改良,而是一次從材料設計到制備工藝的系統性革新。我們通過獨創的稀土添加技術,結合精準的材料成分式計算與微量元素協同調控,并優化了軋制與熱處理工藝,成功激活了材料的軟磁潛能。
該技術制備的軟磁合金,其核心磁性能實現了跨越式提升,關鍵指標如下:
初始磁導率 (μi) ≥ 55 mH/m (55,000 μ),最大磁導率 (μm) ≥ 250 mH/m (250,000 μ),矯頑力 (Hc) ≤ 1.2 A/m。
極高的磁導率意味著材料對外部磁場的“引導吸收”能力極強。它能為磁力線提供一個極易通過的“高速公路”,從而將有害的雜散磁場引導至材料內部,使其繞過被保護的敏感區域。極低的矯頑力意味著材料的磁化與退磁過程非常容易,能耗極低。在動態變化的磁場環境中,它能迅速響應并消耗磁場能量,表現出優異的磁屏蔽效能和低磁滯損耗。
新材料引領精密工業新紀元
REF稀谷實驗室在高性能軟磁合金領域的突破,標志著我國在高端功能材料領域具備了強大的自主研發能力。該材料不僅解決了量子計算和光刻機等“國之重器”的燃眉之急,更將在航空航天、高端醫療、國防軍工等所有對電磁環境有苛刻要求的領域大放異彩。
中航鋼研將繼續秉承“材料強則裝備強”的使命,以REF稀谷實驗室為創新尖兵,持續深耕于前沿新材料的基礎研究與工程化應用,為我國在全球新一輪科技競爭中占據制高點,提供不可或缺的物質保障與核心支撐。
“新聞資訊”欄目聚焦中航鋼研在前沿材料科學領域的最新研發動態與工程應用成果,搭建技術與產業溝通的橋梁。
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