Microstructure and magnetostrictive performance of NbC-doped<100>oriented Fe-Ga alloys

The <100> oriented Fe₈₃Ga₁₇ alloy rods with various NbC contents less than 1at% were prepared by the directional solidification method at a growth rate of 720 mm·h-1. Low NbC-content was found to affect the oriented grain growth and slightly improve the <100> orientation. Flat grain boundaries in the alloys with low NbC contents less than 0.2at% became greatly curved at higher NbC contents, and a large amount of Nb-rich precipitates were observed in the alloys with high NbC contents. Small amounts of NbC, less than 0.2at%, resulted in an increase in magnetostrictive strain due to the improvement of the <100> orientation, and a high magnetostrictive strain value of 335×10-6 under a pre-stress of 15 MPa was obtained in the 0.1at% NbC-doped alloys. The magnetostrictive performance obviously decreased with the NbC addition higher than 0.5at%, and the strain sensitivity under no pre-stress was lower than that in the binary Fe-Ga alloy.     

当量成分AB和A_3B型合金有序─无序转变行为

利用EAM（EmbeddedAtomMethod）势基础上的等效原子模型分析了结构稳定性与长程有序度的关系，给出了二元体系结合能与长程有序度解析关系的一般表达式，说明当量成分下AB和A3B型合金有序无序转变行为的不同，并以NiAl和Ni3Al为研究对象具体研究了其有序无序转变，从理论上解释了这两种有序金属间化合物在实验中所表现出的不同有序无序转变行为特征．     

应用MFT分析R_2Fe_(17-x)M_x(R=Pr,Nd;x=0.2;M=Al,Ga)合金的磁性

用两亚点阵ＭＦＴ分析了Ｒ２Ｆｅ１７－ｘＭｘ合金的饱和磁化强度与温度的关系。得到了分子场系数ｎＲＲ、ｎＲＦ和ｎＦＦ，计算出了居里温度，给出了分子场ＨＲ（Ｔ）、ＨＦｅ（Ｔ）与温度的关系曲线。计算结果表明，在Ｒ２Ｆｅ１７中用Ａｌ、Ｇａ替代部分Ｆｅ离子后，分子场系数ｎＦＦ明显增大，除Ｐｒ２Ｆｅ１７的ＨＲ（Ｔ）外，分子场强度在很大温度范围内显著增加     

Enhancement of ductility and improvement of abnormal Goss grain growth of magnetostrictive Fe-Ga rolled alloys

The influences of initial microstructures on the mechanical properties and the recrystallization texture of magnetostrictive 0.1at% NbC-doped Fe₈₃Ga₁₇ alloys were investigated. The directionally solidified columnar-grained structure substantially enhanced the tensile elongation at intermediate temperatures by suppressing fracture along the transverse boundaries. Compared with tensile elongations of 1.0% at 300℃ and 12.0% at 500℃ of the hot-forged equiaxed-grained alloys, the columnar-grained alloys exhibited substantially increased tensile elongations of 21.6% at 300℃ and 46.6% at 500℃. In the slabs for rolling, the introduction of <001>-oriented columnar grains also promotes the secondary recrystallization of Goss grains in the finally annealed sheets, resulting in an improvement of the saturation magnetostriction. For the columnar-grained specimens, the inhomogeneous microstructure and disadvantage in number and size of Goss grains are improved in the primarily annealed sheets, which is beneficial to the abnormal growth of Goss grains during the final annealing process.     

超磁致伸缩材料及其在微机器人中的应用

针对Tb—Dy—Fe系合金，研究了超磁致伸缩材料的磁致伸缩原理、基本性能和主要影响参数，并结合现代微器人的研究和开发，探讨了超磁致伸缩材料的实际应用．     

非晶FeNiSiB合金系的磁导率减落

测量了(Fe_xNi_(1-x))_(76)Si_8B_(16)非晶合金的磁导率减落、比磁化强度和线磁致伸缩。发现在较低温度下,减落随Fe含量减少单调下降,而在较高的温度,则观察到一个减落峰。表明合金成分对减落的影响是由于结构缺陷与磁化强度的磁致伸缩耦合的结果。减落随温度的变化是原子方向有序和应力松弛的综合效应。     

具有铁磁性Ising模型的磁性质

以Fe4N为原型,构建在晶场作用下的混自旋Ising模型。利用平均场理论,得到该模型的磁矩和自由能公式;绘制了不同相互作用下的磁化曲线;研究了系统的磁性质。发现系统发生了丰富的相变特性:系统存在一级有序-无序相变、重入现象和二级相变;晶场D_A/|J_1|和D_B/|J_1|对系统的磁性质所起作用相似。随着晶场的增加,一级有序-无序相变的温度升高,重入现象的温度降低;一级有序-无序相变和重入现象的温度间距逐渐缩小,直至这两种相变消失。     

Ga原子对Fe-Ga合金原子磁矩的影响

研究了Fe-Ga合金中Ga原子对合金的平均原子磁矩的影响.Fe中掺入Ga原子后,并不是简单的"稀释"作用.与纯Fe的原子磁矩相比,Fe-Ga合金中平均原子磁矩减小的同时,在低Ga含量范围,Fe原子的磁矩随Ga含量的增加而增大;当Ga含量大于17%(原子分数)时,Fe原子磁矩随着Ga含量的增大而减小.     

Y_2(Fe_(1-x)Ga_x)17化合物的Mssbauer效应研究

用穆斯堡尔效应研究了Ｙ２Ｆｅ１７化合物中，用Ｇａ取代部分Ｆｅ之后，材料的性质变化规律．实验结果表明，在Ｙ２（Ｆｅ１－ｘＧａｘ）１７中，其结构随ｘ的增加发生从Ｔｈ２Ｎｉ１７相到Ｔｈ２Ｚｎ１７相的转变；晶格常数随ｘ的增加而增加；居里温度，超精细场都在Ｔｈ２Ｎｉ１７，Ｔｈ２Ｚｎ１７混和相附近有极大值；Ｇａ原子优先取代１２ｋ（１８ｈ）晶位Ｆｅ原子．     

Fe－（Cu－Nb）－Si－B纳米晶合金的磁致伸缩

采用适当的热处理工艺将不同成分的Ｆｅ－（Ｃｕ－Ｎｂ）－Ｓｉ－Ｂ非晶态合金制备成纳米晶合金，测试了纳米晶合金的磁致伸缩，并与相应成分的非晶合金做了比较．实验结果表明，纳米晶合金的饱和磁致伸缩均小于非晶合金，较小的磁波伸缩并不是产生优异软磁性能的主要原因．     

合金元素对Sm_2(Fe,M)_(17)N_y磁性的影响

采用机械破碎与氢破碎和氮气-固相反应法制得了Sm_2(Fe,M)_(17)N_y化合物粉末及粉末压结体,研究了金属钐含量、过渡元素(M=Co、Cr、V、Mn、Zr、Si、Ga)部分取代铁时对Sm_2(Fe_(1-x)M_x)_(17)N_y粉末压结体磁性能的影响。结果表明:铬、镓能显著提高粉末的矫顽力。Sm_2(Fe_(0.017)Ga_(0.983))_(17)N_y粉末压结体的矫顽力达到iHc=2000kA/m。     

Influence of yttrium on the structure and magnetostriction of Fe83Ga17 alloy

Polycrystalline Fe₈₃Ga₁₇ alloy rods with various amounts of yttrium were prepared by high vacuum induction melting. It is found that yttrium addition has a significant effect on the structure and magnetostriction of Fe₈₃Ga₁₇ alloy. The small addition of yttrium alters the solidification character and the grain shape of Fe₈₃Ga₁₇ alloy, and as a result, columnar grains with the ??100?? preferential direction are produced. Yttrium addition improves the magnetostrictive performance of the as-cast Fe₈₃Ga₁₇ alloy. The magnetostriction values of the as-cast alloy with 0.32at% and 0.64at% yttrium addition go up to 119×10^?6 and 137×10^?6 under 15 MPa compressive stress, respectively. The energy dispersive spectroscopy (EDS) result shows that almost all of the yttrium atoms exist in the Y₂Fe_17?x Ga _x phase. A small amount of this kind of secondary phase cannot obviously increase the saturate magnetic field.     

二维晶格的重整化群变换

在二维无自交叉无规行走问题中,重整化群变换可由几率的性质直接写出。本文借助于二维Ising模型的严格解,将类似的变换与系统哈密顿的重整化群变换联系起来,其结果可用于二维自旋系统或二元合金有序-无序转变等Ising模型。     

非晶态合金(Fe_(100-x)M_x)_(83)B_(17)和Zr_(100-x)M_x的杨氏模量

用超声波脉冲透射技术获得了三元非晶态合金(Fe_(100-x)M_x)_(83)B_(17)和二元非晶态合金Zr_(100-x)M_x的声速,并确定了它们的杨氏模量。对于前者合金元素M指Cr,Mo,W,Zr和Co;对于后者指Fe,Ni和Co。文中讨论了声速与组分的原子百分数含量x之间的关系,并讨论了近程有序,合金元素密度以及不同尺寸原子之间的随机堆砌引起的致密化等对声速的影响。     

新型Fe83Ga17波导丝在磁致伸缩位移传感器中的应用

针对目前国产MDS因采用Fe-Ni波导丝而导致量程过小的问题,提出将Fe83 Ga17波导丝应用于MDS的新方案,并从电磁特性的角度对其进行了论证.首先,在分析MDS原理的基础上结合傅里叶分析和电磁学理论建立了MDS波导丝的磁场模型,为电磁特性的研究奠定了数学基础;其次,在数学理论的基础上借助MATLAB分析了波导丝的磁场分布特性,得出了其有利于增强MDS威德曼效应效果的结论;最终,通过分析MDS在不同量程处的回波信号效果,验证了方案的可行性.     

Fe3Al合金表面偏析的Monte Carlo模拟研究

应用改进分析型EAM理论和Monte Carlo方法模拟研究了温度从700～1 400 K时Fe3Al合金（100）和（110）面的表面成分和剖面成分分布情况,发现在合金不同的表面方向,Al在表面偏析,Fe在次表面偏析,剖面成分呈振荡分布.在（100）方向,模拟发现Fe3Al合金高温时发生有序-无序转变.在（110）方向发现温度较高时计算的表面Al含量比实验测量值低,温度较低时计算结果与实验结果符合得很好.     

(Fe Cr)_(83)B_(17)非晶合金结构及其晶化相变的研究

本文用DTA和X射线衍射技术,研究了(FeCr)_(83)B_(17)非晶合金晶化相变全过程。说明该非晶体系的晶化相变过程中,原子键力是晶化相变的驱动力。从“t-x”关系表明,在我们实验条件下(x=5％,15％,25％),高熔点的Cr含量(x)增大所引起晶化峰位向高温方向增大值具有良好的线性关系。实验指出,(Fe_(1-x)Cr_x)_(83)B_(17)非晶合金淬火态的结构单元是Fe_3B局域9原子多面体结构的原子团。     

非晶态合金带的表面状态和类金属对磁性的影响

非晶态(Fe_(80)Ni_(20))_(78)Si_(22-x)B_x合金的磁各向异性和磁致伸缩随B元素含量的增加和Si元素含量的相对减少而缓慢降低。居里温度和磁矩却呈现出缓慢增高的变化趋势。非晶态合金带的表面状态条纹效应是引起宏观磁各向异性的重要因素之一。对于上述实验现象本文应用退磁效应、分子场近似和电子转移模型等理论予以定性解释。     

Ni-Ga二元系的热力学计算

采用CALPHAD技术评估了Ni-Ga二元系的相图和热力学性质.用双亚晶格模型描述2个有序相(L1 2-Ni3Ga和B2-NiGa)的热力学行为,并在优化过程中考虑了fc-(Ni)和LI2-Ni3Ga相的有序-无序转变.溶液相(液相、fcc-(Ni)固溶体)的热力学模型采用Redlich-Kister方程,其余5个中间化合物被视为整比化合物.     

低频脉冲磁场处理Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金的磁致伸缩

用低频脉冲磁场处理Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金试样,用透射电镜分析处理后样品的结构,用自制磁致伸缩测量仪测定处理前后样品的磁致伸缩系数。结果表明,低频脉冲磁场处理后的非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9发生了纳米晶化,处理后非晶合金的磁致伸缩系数比原始样品减小很多,使非晶合金的软磁性能得到改善。