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    纳米永磁材料研究团队

    作者:韩阿蒙 发布时间:2024-04-19 10:28:25

     张湘义,燕山大学教授、博士生导师,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)、磁学国家重点实验室学术委员会委员、中国电子学会应用磁学分会委员、中国稀土学会永磁专业委员会委员。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,1999-2001年德国斯图加特大学理论与应用物理研究所洪堡学者。

    长期从事纳米磁性功能材料研究,主持国家重大基础研究计划“973”项目课题1项,参加1项;主持国家重点研发计划课题1项;主持国家自然科学基金项目13项,其中,重点项目2项,国家杰出青年科学基金项目1项,国际合作项目2项,面上项目8项;获教育部人才基金3项;主持河北省自然科学基金项目4项,其中,重点项目3项。

    ScienceNat. Commun.Adv. Mater. Nano Lett.等刊物上发表SCI论文200多篇,合著专著3部。论文被他人SCI文章引用3000余次,研究成果被写入国际材料领域经典教科书《Physical Metallurgy》(最新第五版)等30多部学术专著。获国家发明专利授权22项,授权国际发明专利2项。获省部级自然科学一等奖2项(第一完成人)、二等奖1项,获省部级科技进步一等奖和二等奖各1项。

     

    代表性成果:

    1)基于固态相变中晶体应变能各向异性,创建了纳米尺度硬磁晶体取向的新理论、新技术和新装备,破解了纳米晶永磁材料发展无法实现晶体取向的原理性瓶颈和技术挑战,使高性能纳米晶永磁材料的发展成为现实,并在十多种永磁材料体系得到成功验证。(2)建立了永磁材料的纳米序构新技术,突破了纳米复合永磁材料发展长期面临的工程噩梦”—即硬磁纳米晶取向和软磁纳米晶理想结构的同时控制,使发展低稀土高性能永磁材料的梦想成为现实。据此,创制了层状有序和硬磁晶体取向有序块体异质纳米复合永磁材料,获得了33-35 MGOe的能量密度,比同类磁体提高70-80%,与相应的商业Sm2Co17型磁体相当,但少用稀土25-30%。(3)提出了有序异构高性能永磁材料的新策略,通过构筑晶粒尺寸和成分双梯度异质纳米永磁材料,发现了定向磁化反转新机制,破解了饱和磁化强度与矫顽力之间长期存在的倒置关系,获得了当前各向同性永磁材料最高的能量密度(26 MGOe),比商业各向同性单相NdFeB磁体提高60%以上,节约稀土25-30%。(4)创新性采用多级纳米结构的设计策略,成功解决了永磁材料的高磁能积、高电阻率和高矫顽力热稳定性多个内在的性能冲突,实验发现了多功能永磁体,其综合性能优于相应的最先进的商业高温永磁材料。

    10篇代表性论文如下:

    1)        Yingxin Hua, Xiaohong Li, Jiaxu Li, Xiang Luo, Yuqing Li, Wenyue Qin, Liqiang Zhang, Jianwei Xiao, Weixing Xia, Ping Song, Ming Yue, Hai-Tian Zhang, and Xiangyi Zhang, Fast fabrication of a hierarchical nanostructured multifunctional ferromagnet, Science 385, 634–641 (2024).

    2)        Li Lou, Jiaxu Li, Xiang Luo, Tao Zhang, Xinzhou Li, Qianyong Zhu, Yun Du, Zhiwen Bi, Xiaohua Sun, Qiwei Cheng, Yuting Xiao, Shiteng Zhao, Bin Wen, Xiangyi Zhang, and Hai-Tian Zhang, Unlocking property constraints through a multi-level ordered structure strategy, Nature Communications, (2025).

    3)        Xiangyi Zhang, Yingxin Hua, and Xiaohong Li, Aligning nano-scale crystals in bulk materials, Science China-Phys. Mech. Astron. 68, 247511 (2025).

    4)        Li Lou, Yuqing Li, Xiaohong Li, Hailing Li, Wei Li, Yingxin Hua, Weixing Xia, Zhihe Zhao, Haitian Zhang, Ming Yue, and Xiangyi Zhang, Directional magnetization reversal enables ultrahigh energy density in gradient nanostructures, Advanced Materials 33, 2102800 (2021).

    5)        Xiaohong Li, Li Lou, Wenpeng Song, Guangwei Huang, Fuchen Hou, Qian Zhang, Hai-Tian Zhang, Jianwei Xiao, Bin Wen, and Xiangyi Zhang, Novel bimorphological anisotropic bulk nanocomposite materials with high energy products, Advanced Materials 29, 1606430 (2017).

    6)        Hai-Tian Zhang, Tao Zhang, and Xiangyi Zhang, Perspective and prospects for ordered functional materials, Advanced Science 10, 2300193 (2023).

    7)        Xiaohong Li, Li Lou, Yuqing Li, Guosheng Zhang, Yingxin Hua, Wei Li, Hai-Tian Zhang, Ming Yue, and Xiangyi Zhang, Macroscopic gradient ordered a-Fe/Pr2Fe14B nanocomposites with ultrahigh energy density, Nano Letters 22, 7644−7650 (2022).

    8)        Xiaohong Li, Li Lou, Wenpeng Song, Qian Zhang, Guangwei Huang, Yingxin Hua, Hai-Tian Zhang, Jianwei Xiao, Bin Wen, and Xiangyi Zhang, Controllably manipulating three-dimensional hybrid nanostructures for bulk nanocomposites with large energy products, Nano Letters 17, 2985−2993 (2017).

    9)        Hailing Li, Xiaohong Li, Defeng Guo, Li Lou, Wei Li, and Xiangyi Zhang, Three-dimensional self-assembly of core/shell-like nanostructures for high-performance nanocomposite permanent magnets, Nano Letters 16, 5631−5638 (2016).

    10)    Guangwei Huang, Xiaohong Li, Li Lou, Yingxin Hua, Guangjun Zhu, Ming Li, Hai-Tian Zhang, Jianwei Xiao, Bin Wen, Ming Yue, and Xiangyi Zhang, Engineering bulk, layered, multi-component nanostructures with high energy density, Small 14, 1800619 (2018).

     

    【团队研究方向介绍】

    张湘义教授团队长期从事纳米磁性功能材料研究,致力于纳米磁性功能材料的结构和性能调控、有序纳米功能材料的构筑、纳米功能材料制备的新原理/新技术/新方法的探索。具体研究方向包括:

    1)纳米复合稀土永磁材料的制备及结构和性能调控。

    2)有序纳米功能材料的构筑。

    3)低维材料的结构相变:原子化过程、动力学和操纵。

    4)块体纳米材料的特种加工制备技术。

    5)多功能磁性材料的开发。

     

    【团队招聘】

    纳米永磁材料研究团队现有成员5人,其中,国家杰青、教育部长江学者1人,河北省杰青1人。团队常年招聘海内外知名高校金属、材料、物理、化学等相关背景的博士后及研究生。

    招生要求:勤奋刻苦,责任心强,拥有强烈的好奇心和进取心;富有科研热情与创新思维(有志攻读博士学位的同学重点培养),具有团队意识;具备良好的英语读写能力(通过CET-6者优先),能够阅读和撰写英文科研论文。

    团队优势:团队拥有完善的实验条件,充足的科研经费,能够提供良好的科研平台和资源支持;有经验丰富的导师和优秀的团队成员,能够为学生提供个性化的指导和支持;通过参与高水平科研项目,提升学生实验技能和科研能力。

    申请方式:有意向加入同学请将简历等资料发送至:psong@ysu.edu.cn(宋老师)。