Fe--Ga--Al--Tb(Dy)磁致伸縮材料的研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、Tb-Dy-Fe合金是近年來(lái)被廣泛應(yīng)用的磁致伸縮材料,但由于其機(jī)械性能較差以及飽和磁化場(chǎng)很大的原因,研究熱度已經(jīng)下降。Fe-Ga合金由于其較好的磁致伸縮性能、較高的機(jī)械性能成為當(dāng)今磁致伸縮材料的研究熱點(diǎn),其中,F(xiàn)e-Ga-Al合金是磁致伸縮性能較好的一種,在這個(gè)基礎(chǔ)上,添加稀土元素Tb及Dy可以得到更高的磁致伸縮值,本文對(duì)Fe-Ga-Al-Tb及Fe-Ga-Al-Dy系列合金進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
  本文主要研究了Tb(Dy)元素的

2、添加對(duì)Fe81Ga17Al2合金的相結(jié)構(gòu)及磁性能的影響,以及不同溫度的淬火處理對(duì)合金相結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。主要實(shí)驗(yàn)方法有:金相、掃描電鏡及能譜分析、X射線衍射(XRD)、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)、磁致伸縮測(cè)量?jī)x和示差掃描量熱法(DSC)。
  向Fe83Ga17Al2合金中分別添加0.1at.%,0.15at.%,0.2at.%,0.25at.%,0.3at.%,0.5at.%的Tb元素,在真空電弧爐中熔煉合金。結(jié)果表明:Tb的添

3、加使Fe83Ga17Al2合金保持無(wú)序的bccα-Fe結(jié)構(gòu),減小了合金的晶格常數(shù)。Fe-Ga-Al-Tb合金的金相形貌為樹(shù)枝晶,Tb元素在合金中的分布不均勻,晶界處含量較高,基體內(nèi)含量很小。Tb的添加使Fe81Ga17Al2合金沿[100]晶向擇優(yōu)生長(zhǎng),提高了合金的飽和磁致伸縮系數(shù),使合金保持很好的軟磁性能,其中0.2at.%Tb合金的λs達(dá)到261ppm。
  對(duì)Fe81Ga17Al2-0.2at.%Tb合金分別加熱到700℃、

4、770℃、840℃、910℃,保溫3h水淬處理。在幾種淬火溫度中,隨保溫溫度的升高,合金的飽和磁致伸縮應(yīng)變呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì),合金經(jīng)過(guò)770℃淬火處理后,飽和磁致伸縮系數(shù)達(dá)到最大值(220ppm),對(duì)比鑄態(tài)合金,λs有所下降,主要是因?yàn)樵诖慊鹛幚淼谋剡^(guò)程中,很可能發(fā)生了無(wú)序D03相的有序化,對(duì)磁致伸縮造成了影響。
  研究了(Fe81Ga17Al2)1-xDyx(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系列合金Dy含量對(duì)顯微

5、組織結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。結(jié)果表明:Fe81Ga17Al2合金添加稀土元素Dy后,合金仍保持無(wú)序的bccα-Fe結(jié)構(gòu),合金的晶格常數(shù)有所降低,Dy在晶界處富集,在基體也有點(diǎn)狀的析出相,合金的金相形貌由普通的六邊形晶粒及長(zhǎng)條狀晶粒組成。Dy使合金沿[100]晶向擇優(yōu)生長(zhǎng)。添加稀土Dy后合金的磁致伸縮性能有了很大提高,其中,其0.5at.%Dy合金的λs達(dá)到332ppm,超過(guò)了包頭稀土院的Fe-Ga-Dy合金的最大磁致伸縮值(300ppm)。

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