項目簡介

在過去的二十年里，磁電材料因其在磁傳感器、能量回收器、微機電系統、可調微波器件等工程領域的應用潛力，一直以來得到了研究者的廣泛關注。為了實現強的磁電耦合，北京大學工學院的研究者們利用不同的壓電和壓磁材料制備了諸如0-3 型、3-1 型、2-2 型和2-1型的磁電復合材料。

北京大學工學院實驗室通過激光處理壓磁材料FeBSi 合金 (Metglas)，提出了1-1 型的磁電復合結構。實驗測試得出：1-1 型磁電材料具有超高的磁電系數（超過7000 V/cm Oe），相比于現有結果提高了接近7 倍。當被測磁場頻率為復合材料的諧振頻率時，在室溫條件下測到了1.35×〖10〗^(-13)Tesla 的微弱磁場，這是塊體磁電復合材料領域的重要突破。該研究還發現，激光快速退火處理可以顯著降低壓磁材料在諧振頻率點的交流損耗，從而提高1-1 型磁電結構的機械品質因子。此外，1 維（1D）的結構也有利于降低退磁因子，并增強磁通聚集效應。

應用范圍

基于磁電耦合效應，該項研究課題組首次提出了磁電磁通門的結構設計，旨在對微弱直流磁場進行探測。這個磁電磁通門具有梭形結構，對于1nT 的直流磁場輸入，磁電磁通門輸出信號的相對變化相比現有的結果提高了4-5 倍，為磁異常探測在導航、醫學診斷等領域的應用創造了可能。

項目階段

本課題組同內窺鏡團隊合作，發展了基于磁電耦合原理的磁電傳感器陣列和磁成像系統，研制了國內首臺磁電磁成像樣機。該樣機核心組成部分由56 路磁電傳感器、驅動電路、信號采集與處理、磁成像顯示等構成。該磁成像系統不僅能夠檢測磁性金屬物的存在，而且還能準確判斷其位置、姿態，定位偏差縱向在1.2cm 以內，橫向偏差在0.5cm 以內。另外，通過對金屬棒掃描和采集信號的微分處理，還可以判斷金屬棒的長、徑比值。該項研究提出的磁成像系統在安檢、醫學上人體內磁性藥囊實時監測方面具有較大應用價值。

知識產權

已申請相關專利。

合作方式

技術轉讓、合作開發。