双向纳米玻璃氢化物解决稀土基非晶合金强度-塑性问题和磁热性能

近期，东南大学材料科学与工程学院沈宝龙教授团队与松山湖材料实验室柯海波研究员合作，在提升非晶合金的磁热和强韧性上取得重大进展。这一成果以论文《双相纳米玻璃氢化物克服稀土基非晶合金强度-塑性制衡和磁热性能瓶颈》（Dual-phase nano-glass-hydrides overcome the strength-ductility trade-off and magnetocaloric bottlenecks of rare earth based amorphous alloys）正式刊登在国际知名学术期刊《自然通讯》（Nature Communications）上。

研发高效、环保的固态制冷材料是磁制冷技术的核心问题。磁性非晶合金因其宽磁熵变峰、低矫顽力、高电阻率、高强度等特性，被视为理想的磁制冷材料。

尽管科学家们已经成功开发出一些具有较大磁熵变值和制冷量的非晶合金及其复合材料，但由于其峰值磁熵变较小以及室温塑性变形能力不足，限制了其在磁制冷领域的应用。

针对这一问题，研究团队通过气雾化法制造出Gd基非晶合金粉末，并利用等温吸氢技术制备出稀土氢化物-非晶合金基体双相纳米结构的复合材料。这种新型纳米材料表现出显著的巨磁热效应，在5T外场下的最大磁熵变值达到18.7 Jkg−1K−1，比未吸氢的GdAlCo非晶合金高出105.5%。

值得注意的是，与传统合金吸氢后易出现氢脆现象不同，该Gd基非晶合金吸氢后强度提高40%，塑性应变也从几乎为零增加至70%，成功解决了非晶合金强度与韧性难以兼顾的难题。

论文第一作者为博士研究生邵里良，通讯作者包括青年教师罗强研究员、沈宝龙教授以及松山湖材料实验室柯海波研究员。东南大学为第一通讯单位。本研究由国家自然科学基金重点项目资助。