近日，材料科学领域国际顶级期刊《Ceramics International》（中科院2区TOP，IF=5.1）与材料科学领域国际期刊《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》（中科院3区，IF=2.5）在线刊发了河北地质大学玄武岩纤维材料研究所杨春成团队以“Surface sizing introducing Fe3O4nanoparticles for magnetic properties strengthening of basalt fibers”和“Preparation and characterization of FeZrB amorphous ferrofluids as magnetic sizing agents for basalt fibers coating”为题的学术论文，研究生李腾为第一作者，导师杨春成教授为通讯作者。材料科学领域国际期刊《Materials》（中科院3区，IF=3.1）和工程技术领域国际期刊《Journal of The Textile Institute》（中科院4区，IF=1.7）也在线刊发了以研究生李腾为第二作者，其导师杨春成教授为第一作者的题为“Magnetorheological and Viscoelastic Behaviors in an Fe-Based Amorphous Magnetic Fluid”和“Effect of addition of SiO2and Al2O3on the dielectric properties of basalt glasses”的学术论文。
在第一和第二项研究中，受磁性液体的启发，通过对Fe3O4晶体和FeZrB非晶磁性颗粒改性后分散进自制的浸润剂组分中制备成特殊的磁性流体，作为新型磁性浸润剂，在熔融拉丝工艺时在玄武岩纤维表面形成磁性功能层。所获复合材料饱和磁化强度达98.9emu/g，能使无磁的玄武岩纤维变为磁性玄武岩纤维，且柠檬酸改性的磁性浸润剂涂覆的玄武岩纤维的饱和磁化强度效果最好，就未改性磁性浸润剂涂覆的玄武岩纤维提升19%；第二项研究中针对Fe基非晶磁流体的流变学特性，系统阐述了FeNiB非晶体系的磁流变效应与粘弹性响应机制；第三项研究中揭示了SiO2与Al2O3掺杂对玄武岩玻璃介电性能的调控规律，发现1%掺杂量可使玄武岩玻璃的介电特性达到E级玻璃纤维标准，介电常数可以低至6.368。为玄武岩纤维功能改性提供了新思路。玄武岩纤维作为国家战略新材料，需兼具高强度与功能特性，以上研究成果通过基础研究，巧妙的结合磁性流体与玄武岩纤维浸润剂解决了玄武岩纤维的磁化问题，通过磁性浸润剂涂覆表面功能化改性玄武岩纤维赋予其磁响应特性，不仅拓展了应用场景，更突破了传统制备工艺瓶颈，为磁性功能纤维的实际应用提供了新的研究思路。
图1 磁性玄武岩纤维浸润过程
图2 Fe3O4@CA/BFs的表面结合机理图
作者简介：
李腾，男，宝石与材料学院2022级材料加工工程专业硕士，班长，现已被东南大学2025年全日制博士研究生拟录取。研究方向为功能化纤维复合材料。以第一/二作者在《Ceramics International》等国际一流期刊上发表SCI论文4篇（累计IF 12.4），合作发表SCI论文5篇；主持校级项目2项，参与国家自然科学基金等项目；获2024年硕士研究生国家奖学金等荣誉。
论文信息：
Ceram. Int. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.11.199
J. Magn. Magn. Mater. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2024.172435
Materials https://doi.org/10.3390/ma16051967
J. Text. Inst. https://doi.org/10.1080/00405000.2023.2271202
