添加第三組元(C、B、Al、Cu)對Fe-Ga合金相結(jié)構(gòu)及磁致伸縮性能的影響.pdf

1、Fe-Ga合金作為一種新型的磁致伸縮材料，具有良好的應(yīng)用前景，但由于目前其磁致伸縮值尚待提高，因此，限制了在實際中的應(yīng)用。添加合金元素作為一種改善金屬材料性能的方法得到了廣泛的應(yīng)用。已有的研究表明，F(xiàn)e-Ga合金在急冷條件下形成的Ga原子無序排布的無序相結(jié)構(gòu)以及具有特定的晶體學(xué)取向的晶體組織能夠提高合金的磁致伸縮性能。本文實驗通過非平衡快速凝固技術(shù)，將高溫無序相保留到室溫，并應(yīng)用改進的冷卻裝置達到在凝固過程中實現(xiàn)單向散熱的目的，從而獲得

2、具有一定取向性的合金組織。在將合金的高溫無序相結(jié)構(gòu)和具有一定取向性的晶體組織相結(jié)合的同時，通過添加C、B、C u、Al等元素制備了(Fe83Ga17)100-xMx(x=0、0.5、1、1.5； M=C、 B)合金和Fe83Ga17-xMx(x=0、1、2、3；M=Al、Cu)合金，以研究通過添加第三組元調(diào)整合金微觀組織，改變合金中原子所處的環(huán)境對Fe-Ga合金相結(jié)構(gòu)及磁致伸縮性能的影響。
　　 本文系統(tǒng)地研究了通過本實驗制備方

3、法制備的Fe83Ga17合金的微觀組織及磁致伸縮性能。在試樣底部獲得了具有一定取向性的柱狀晶組織，測量其沿晶體生長方向和垂直晶體生長方向的飽和磁致伸縮值，其中λ⊥=65×10-6。在透射電鏡下發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e83Ga17合金的微觀組織中存在大量的位錯網(wǎng)，在位錯應(yīng)力場作用下Ga原子發(fā)生了偏聚。
　　 在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究了在本實驗制備方法下(Fe83Ga17)100-xMx(x=0、0.5、1、1.5；M=C、B)合金和Fe83Ga1

4、7-xMx(x=0、1、2、3；M=Al、Cu)合金的微觀組織和磁致伸縮性能。當添加C、B、Cu元素時，(Fe83Ga17)100-xMx(x=0、0.5、1、1.5；M=C、B)合金和Fe83Ga17-xCux(x=0、1、2、3)合金的最大飽和磁致伸縮值出現(xiàn)在沿晶體生長方向，分別為：(Fe83Ga17)99C1合金的λ//=28ppm，(Fe83Ga17)98.5B1.5合金的λ//=53ppm和Fe83Ga17-xCu x(x=2

5、、3)時合金的λ//=39 ppm；添加Al元素時，F(xiàn)e83Ga17-xAl x(x=0、1、2、3)合金的最大飽和磁致伸縮出現(xiàn)在Fe83Ga15Al2合金垂直于晶體生長方向上，λ⊥=44 ppm。對合金柱狀晶晶區(qū)進行研究發(fā)現(xiàn)，合金組織保持了無序A2相結(jié)構(gòu)，添加第三組元的合金微觀組織與Fe83Ga17合金的微觀組織不同，沒有發(fā)現(xiàn)大量位錯網(wǎng)的存在。(Fe83Ga17)100-xBx(x=0、0.5、1、1.5)合金的金相組織隨著B含量的增