中南大學材料科學與工程學院李志明教授與德國馬普所Dierk Raabe教授等研究人員近日合作在國際學術期刊Nature上發表了題為“A mechanically strong and ductile soft magnet with extremely low coercivity”的研究論文，論文報道了一種具有高機械強度、高拉伸延展性、低矯頑力、中等飽和磁化強度和高電阻率的多組元軟磁合金，為解決金屬材料機械性能與軟磁性能之間的矛盾提供了重要思路。該論文的第一作者為中南大學在德國馬普所的公派留學博士生韓六六，中南大學李志明教授和馬普所Dierk Raabe教授為通訊作者。

高性能軟磁合金是電氣應用領域的關鍵材料。對于在應力加載條件下服役的軟磁合金部件，在具備優良軟磁性能（如低矯頑力、高飽和磁化強度等）的前提下，機械性能（如強度、塑性等）也非常重要。但大多數提高合金機械強度的方法都會在合金組織中引入較為顯著的微觀應力場，對磁疇壁產生釘扎效應，從而增加矯頑力，惡化軟磁性能。針對軟磁合金材料中機械性能與軟磁性能的這種矛盾，李志明教授和Dierk Raabe教授等研究人員設計了一種 Fe-Co-Ni-Ta-Al 多組元合金，其微觀組織由面心立方結構的基體和共格有序的納米析出相（尺寸約為90 nm）組成，該種納米相可阻礙合金基體中的位錯運動，產生強化效應。同時，該種納米相尺寸小，且與基體的共格應力低，其與磁場的相互作用體積小于磁疇壁寬度，使得其對磁疇的釘扎效應最小化，從而使合金保持極低的矯頑力。該研究為解決金屬材料機械性能與軟磁性能之間的矛盾提供了重要思路，所研發的合金體系在未來高性能軟磁部件中具有重要應用價值。

此外，李志明教授團隊與合作者近期還報道了多種高性能合金的設計新思路，例如具有高應力孿生效應的超高強韌高熵鋼，具有接近理想強度的超間隙固溶合金，具有高電阻、低電阻溫度系數、高強度和較好變形能力的低成本鐵素體型多組元電阻合金等，被廣泛關注和高度評價。