退火和摻雜Mn對超磁致伸縮TbDyFe合金組織和性能影響.pdf

1、在20世紀(jì)60年代,來自美國的科學(xué)家Legvold和Clack發(fā)現(xiàn)稀土元素Tb和Dy磁致伸縮應(yīng)變系數(shù)達(dá)到0.7％的現(xiàn)象,這比早先測量出的過渡族金屬的磁致伸縮0.005%大了兩個數(shù)量級。在這個領(lǐng)域里接下來的十年研究的熱點(diǎn)就是由Tb、Dy和Fe元素組成的TbDyFe三元合金,在室溫條件下和相對較小的磁場中就可以獲得超過0.15%的磁致伸縮。這也就意味著新一代高效、寬頻、高功率密度換能器成為可能。超磁致伸縮材料作為一種新型智能材料,具有位移量

2、大、輸出功率大、響應(yīng)速度快、磁-機(jī)械耦合性能好等特點(diǎn),在軍事、航空、海洋、電子領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。但是,該合金的超磁致伸縮特性僅在-20~60℃溫度區(qū)間,在高溫或者低溫環(huán)境都限制其應(yīng)用。
　　本文采用區(qū)熔定向凝固技術(shù)制備取向多晶Tb0.3Dy0.7(Fe1-yMny)1.95(y=0、0.05、0.10、0.15)合金棒,研究了退火和摻雜Mn對TbDyFe合金的組織和性能的影響。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn):經(jīng)定向凝固的Tb0.3Dy0.7Fe

3、1.95合金基體為MgCu2型Laves相結(jié)構(gòu),磁致伸縮應(yīng)變值較高,在400KA/m的磁場下,磁致伸縮值就超過了1100ppm。合金在退火后并沒有改變Tb0.3Dy0.7Fe1.95的基體相和軸向擇優(yōu)取向。但合金相中的富稀土相從網(wǎng)狀變成球狀,使得合金的擇優(yōu)取向程度提高。此外,退火還可以提高定向凝固Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金的磁致伸縮性能。在400KA/m磁場下,磁致伸縮值大于1200ppm。摻雜Mn元素后,合金主要存在RE(F

4、e,Mn)2相和富稀土相+RE(Fe,Mn)2共晶相。軸向擇優(yōu)取向主要以<113>+<110>為主。因此摻雜Mn元素并未改變Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金的基體相和軸向擇優(yōu)取向。
　　通過測量Tb0.3Dy0.7(Fe1-yMny)1.95(y=0、0.05、0.10、0.15)合金的磁化曲線,計(jì)算出磁性能的相關(guān)指標(biāo)。發(fā)現(xiàn)合金具有軟磁特性。摻雜Mn元素會使Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金的磁致伸縮性能降低,且Mn元素含量