【求是材料科学论坛】2023年5期：关于燕山大学张湘义教授报告的通知

    ▶ 个人简介：

张湘义，燕山大学教授、博士生导师，亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室学术带头人、教育部“长江学者特聘教授”（2008年）、国家杰出青年科学基金获得者（2005年），德国洪堡学者（1999年）。

1987年本科毕业于北京钢铁学院（现北京科技大学）材料科学与工程专业，1999年博士毕业于中国科学院物理研究所凝聚态物理专业，1999年至2001年德国斯图加特大学理论与应用物理研究所洪堡学者。长期从事纳米永磁材料的研究。主持国家重大基础研究计划 “973”项目和国家重点研发计划项目课题2项、国家自然科学基金项目14项（含国家杰出青年科学基金项目1项、重点项目2项）。 在Adv. Mater.、Sci. Adv.、Nano Lett.和Phys. Rev. Lett.等刊物发表系列研究论文。获美国、日本和中国发明专利授权11项。获省部级科学技术奖一等奖3项。

▶ 报告摘要：

稀土永磁材料是高技术和尖端武器系统发展的关键战略材料。现有稀土永磁材料的能量密度（磁能积）已达到理论极限，没有发展空间。这严重限制了高新技术的发展和新概念武器的产生。由两个或多个功能组元构成的异质纳米材料因其具有潜在高的性能和新奇的特性吸引了众多的研究者，成为当今材料科学和凝聚态物理等领域的研究前沿和热点。通过异质纳米化途径有望使用较少的稀土获得比当前“永磁王”NdFeB更高的磁能积。但其艰难程度被《Nature》喻为一个“工程噩梦”[472, 22 (2011) ]。主要原因是人们难以在块体材料实现硬磁纳米晶体的取向和对软磁组元理想结构的同时控制。这成为制约本领域发展三十多年的挑战性问题。

针对这一挑战性难题，我们提出了利用晶体应变能各向异性来控制纳米晶取向生长的学术思想，建立了相应的高压热压缩变形技术。在块体材料实现了极小尺寸（≤10 nm）硬磁晶体的取向和多组元结构参数的同时控制。所制备的SmCo基块体异质纳米永磁材料获得了理想的微结构，其磁能积首次超过了相应的纯稀土磁体。

最近，我们提出了“序构永磁材料”的新理念。通过构筑梯度和层状有序纳米结构，发现了磁化反转新机制，破解了永磁材料长期存在的磁化强度与矫顽力的倒置关系。所获得的磁能积为当前低稀土、块体永磁材料（软磁含量 > 20 wt%）的最高值，与商业SmCo磁体相当。“序构永磁材料”作为一种新理念为突破永磁材料的性能极限提供了希望。