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  5. Two-gigapascal-strong ductile soft magnets
 
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2024
Zweitveröffentlichung
Artikel
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Two-gigapascal-strong ductile soft magnets

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TUDa URI
tuda/13166
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-292422
DOI
10.26083/tuprints-00029242
Autor:innen
Han, Liuliu ORCID 0000-0002-2332-2868
Peter, Nicolas J. ORCID 0000-0001-9826-3543
Maccari, Fernando ORCID 0000-0002-4585-4179
Kovács, András ORCID 0000-0001-8485-991X
Wang, Jin
Zhang, Yixuan
Xie, Ruiwen ORCID 0000-0002-7421-9203
Wu, Yuxiang
Schwaiger, Ruth ORCID 0000-0001-8940-2361
Zhang, Hongbin ORCID 0000-0002-1035-8861
Li, Zhiming ORCID 0000-0002-8170-5621
Gutfleisch, Oliver ORCID 0000-0001-8021-3839
Dunin-Borkowski, Rafal E. ORCID 0000-0001-8082-0647
Raabe, Dierk ORCID 0000-0003-0194-6124
Kurzbeschreibung (Abstract)

Soft magnetic materials (SMMs) are indispensable for electromechanical energy conversion in high-efficiency applications, but they are exposed to increasing mechanical loading conditions in electric motors due to higher rotational speeds. Enhancing the yield strength of SMMs is essential to prevent the degradation in magnetic performance and failure from plastic deformation, yet most SMMs have yield strengths far below one gigapascal. Here, we present a multicomponent nanostructuring strategy that doubles the yield strength of SMMs while maintaining ductility. We introduce morphologically anisotropic nanoprecipitates through dislocation-driven precipitation induced by preceding deformation during heat treatment in an iron–nickel–cobalt–tantalum material. With all dimensions of the precipitates below the magnetic domain wall width, we achieve a high precipitate number density with a large specific surface area, small interprecipitate spacing, and high lattice mismatch, which impede dislocation glide and strengthen the material. Both the matrix and precipitates are ferromagnetic, yielding a high magnetic moment. This nanostructuring approach offers a pathway to two-gigapascal-strong ductile SMMs with moderately increased coercivity that can be tolerated in exchange for significantly improved mechanical performance for sustainable electrification.

Freie Schlagworte

Ferromagnetism

Mechanical properties...

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Funktionale Materialien
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Theorie magnetischer Materialien
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Nature Communications
Jahrgang der Zeitschrift
15
ISSN
2041-1723
Verlag
Springer Nature
Ort der Erstveröffentlichung
London
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2024
Verlags-DOI
10.1038/s41467-024-53793-2
PPN
531579255
Artikel-ID
10119

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