硼和铬对多晶Fe83Ga17合金磁致伸缩和室温力学性能的影响

研究了添加B和Cr对多晶Fe83Ga17合金磁致伸缩和拉伸力学性能的影响. 结果表明:在Fe83Ga17合金中添加原子分数1%的B,不仅提高了合金的磁致伸缩性能,而且还大幅提高了合金的室温力学性能,抗拉强度达到548 MPa,延伸率达到3.56%. B元素以Fe2B相的形式偏聚在晶界,细化了合金晶粒,增加了合金晶界结合力,抑制了沿晶脆断. 添加原子分数2%的Cr,Cr固溶在Fe83Ga17合金中,同时提高了合金的磁致伸缩性能和室温力学性能,(Fe83Ga17)98Cr2合金最大磁致伸缩系数达到7×10-5,延伸率也较Fe83Ga17合金有所增加,达到0.6%.     

Fe83Ga17合金热处理过程中的磁致伸缩性能和结构分析

实验研究了热处理对〈110〉取向多晶Fe83Ga17合金磁致伸缩性能的影响.发现Fe83Ga17经过淬火处理后,饱和磁致伸缩应变明显增大.在25 MPa预压力作用下,饱和磁致伸缩应变超过了300×10-6.中子衍射和差热分析实验表明,Fe83Ga17合金在炉冷过程中存在相结构变化,结构变化导致合金磁致伸缩应变的改变,淬火处理能够抑制合金中DO3相的形成,从而使Fe83Ga17合金的磁致伸缩应变增大.     

热处理对深过冷快速定向凝固Fe-Ga合金组织和性能的影响

Fe-Ga合金后续的热处理工艺同合金的成分配比、制备工艺一样,对合金的磁致伸缩性能有重要影响.采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,制备深过冷快速定向凝固〈110〉轴向取向的Fe83Ga17合金棒材,分别采用高温和低温淬火工艺,研究淬火前后合金的组织和磁致伸缩性能.结果表明:快速定向凝固Fe83Ga17合金从不同温度淬火至室温,合金在TC附近淬火获得较高的磁致伸缩应变,淬火可抑制有序DO3相的形成,与高温淬火工艺相比,在TC附近淬火,只有部分特定区域优先得到淬火,发生modified-DO3相转变,并部分保留高温无序组织,最终获得有序-无序的室温组织,这种组织有利于Fe-Ga合金磁致伸缩性能的提高.     

第三组元(Al、Cu)添加对Fe_(83)Ga_(17)合金相结构和磁致伸缩性能的影响

通过非平衡凝固方式制备Fe83Ga17-xMx(x=0、1、2、3;M=Al、Cu)合金,并对合金的相组成及其磁致伸缩性能进行研究.结果表明:合金保持A2(bcc-Fe(Ga))相结构,Al、Cu均固溶于Fe-Ga合金,添加的Al优先存在于Ga-Ga团簇当中,并与Fe形成bcc结构的Fe-Al固溶体;随着添加量的增大,Cu从基体中析出,并在晶界处富集.Al和Cu均对Fe83Ga17合金磁致伸缩性能产生抑制作用,Cu的抑制作用要小于Al.对于Fe83Ga17-xAlx合金,当x=2时,饱和磁致伸缩值达到最大;添加Cu的试样中,当x=2、3时,饱和磁致伸缩值均达到最大.     

快淬速度对Fe_(83)Ga_(17)Ce_(0.8)合金微结构和磁致伸缩性能的影响

采用熔炼法和快淬法分别制备了铸态和快淬态Fe83Ga17Ce0.8合金,研究了快淬速度对铸态和快淬态Fe83Ga17Ce0.8合金的组织结构和磁致伸缩性能的影响.结果表明,所有合金的基体为Fe(Ga)无序固溶体相,铸态和6m/s快淬态Fe83Ga17Ce0.8合金中均含有小量的CeFe2相,快淬导致微量非对称结构的DO3相析出.随着快淬速度的增大,合金的磁致伸缩系数绝对值先增大后大幅度减小.6m/s快淬态合金的磁致伸缩系数最大,在外磁场为557kA/m时达到382×10-6.6m/s快淬态合金大的磁致伸缩性能主要来源于合金中形成的CeFe2相和析出的非对称结构的DO3相.     

定向凝固Fe83Ga15Al2合金的结构及磁致伸缩性能

系统研究不同定向凝固速率下Fe83Ga15Al2合金的相组成和磁致伸缩性能.结果表明,经过区熔定向凝固后,Fe83Ga15Al2合金的晶粒尺寸与铸态相比要大得多.当凝固速率较高时,晶粒没有明显的取向性,而当速率较低时,显示出沿轴向的取向性,同时也存在很多横向亚晶界.铸态的Fe83Ga15Al2合金在经过区熔定向凝固之后,磁性能有大幅度提高,低场响应快,且磁致伸缩值增大,凝固速率v=10μm/s时,磁致伸缩系数达到最大值53×10-6;当v=300μm/s时,λ值略低,为50×10-6,但其低场响应迅速,在50kA/m时就达到最大值.     

Tb0.3Dy0.7(Fe0.9T0.1)1.95合金的结构、磁致伸缩和M(o)ssbauer研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe0.9T0.1)1.95 (T = Mn, Fe, Co, B, Al, Ga)合金中ⅢA族金属和过渡金属元素T替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、自旋重取向的影响. 结果发现, 不同金属T替代Fe, Tb0.3Dy0.7(Fe0.9T0.1)1.95合金具有相同的MgCu2型立方Laves相结构. ⅢA族金属B, Al, Ga替代使磁致伸缩(s下降幅度较大, 同时发现Al, Ga替代使磁致伸缩容易饱和, 表明Al, Ga替代可降低 Tb0.3Dy0.7(Fe1-xTx)1.95合金的磁晶各向异性, 而过渡金属Mn, Co替代Fe使Tb0.3Dy0.7(Fe1-xTx)1.95合金磁致伸缩λs 下降幅度较小; 不同替代金属元素, 对内禀磁致伸缩(111有不同的影响. M(o)ssbauer 效应表明, Al, Ga 替代使 Tb0.3Dy0.7- (Fe0.9T0.1)1.95合金的易磁化方向在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴, 即自旋重取向, B, Mn, Co替代未使易磁化轴发生明显转动.     

Tb_(0.3)Dy_(0.7)(Fe_(0.9)T_(0.1))_(1.95)合金的结构、磁致伸缩和Mssbauer研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe0.9T0.1)1.95(T=Mn,Fe,Co,B,Al,Ga)合金中ⅢA族金属和过渡金属元素T替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、自旋重取向的影响.结果发现,不同金属T替代Fe,Tb0.3Dy0.7(Fe0.9T0.1)1.95合金具有相同的MgCu2型立方Laves相结构.ⅢA族金属B,Al,Ga替代使磁致伸缩λs下降幅度较大,同时发现Al,Ga替代使磁致伸缩容易饱和,表明Al,Ga替代可降低Tb0.3Dy0.7(Fe1?xTx)1.95合金的磁晶各向异性,而过渡金属Mn,Co替代Fe使Tb0.3Dy0.7(Fe1?xTx)1.95合金磁致伸缩λs下降幅度较小;不同替代金属元素,对内禀磁致伸缩λ111有不同的影响.M?ssbauer效应表明,Al,Ga替代使Tb0.3Dy0.7-(Fe0.9T0.1)1.95合金的易磁化方向在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,即自旋重取向,B,Mn,Co替代未使易磁化轴发生明显转动.     

Tb_(0．3)Dy_(0．7)(Fe_(0．9)T_(0．1))_(1．95)合金的结构磁性能、磁致伸缩和自旋重取向温度研究

本文系统研究了室温下Tb_(0.3)Dy_(0.7)(Fe_(0.9)T_(0.1))_(1.95)(T=Mn,Fe,Co,B,Al,Ga)合金中ⅢA族金属和过渡金属T替代Fe对晶体结构、磁性能、磁致伸缩和自旋重取向温度的影响。结果发现,不同金属T替代Fe,Tb_(0.3)Dy_(0.7)(Fe_(0.9)T_(0.1))_(1.95)合金具有相同的MgCu_2型立方Laves相结构。除Co之外,其它金属替代均使合金的点阵常数有不同程度的增大,而Curie温度有所降低。T替代Fe使合金的比饱和磁化强度增大。ⅢA族金属B,Al,Ga替代使磁致伸缩λ_s下降幅度较大,而且Al,Ga替代使磁致伸缩容易饱和,表明Al,Ga替代可降低合金的磁晶各向异性,而过渡金属Mn,Co替代Fe使合金磁致伸缩λ_1下降幅度较小,不同替代金属元素,对内禀磁致伸缩λ_(111)有不同的影响。同时还发现,替代使合金的自旋重取向温度略有下降。     

定向凝固Fe81Ga19合金的组织和磁致伸缩性能

利用区熔定向凝固技术制备Fe81Ga19合金棒,研究不同的定向凝固速度下,Fe81Ga19合金的微观组织、择优取向和磁致伸缩性能.研究发现:随着凝固速率的下降,试样沿轴向生长成柱状晶,晶界数目减少,取向发生改变.凝固速度为10μm/s的Fe81Ga19合金的组织由尺寸较大的柱状晶组成.当凝固速度υ=30μm/s时,试样...     

Mn掺杂对Fe81Al19合金磁致伸缩和输运性质的影响

为改善并提高Fe-Al磁致伸缩合金的性能, 熔炼制备Fe_81-xMn_xAl₁₉(x=0~24)系列合金多晶块体, 并研究Mn元素掺杂替代对Fe₈₁Al₁₉合金的结构、 磁性、 磁致伸缩及输运性质的影响.  结果表明: Fe_81-xMn_xAl₁₉系列合金的磁致伸缩系数随Mn元素质量分数的增加而降低, 这是由生成有序第二相和磁能积密度降低所致; Mn元素掺杂提高了Fe-Al多晶合金的电阻率和Fe\|Al磁致伸缩合金的交流频率使用范围; Mn元素掺杂替代降低了Fe-Al多晶合金的各向异性, 提高了低场磁致伸缩效应.     

轻稀土Pr基立方Laves相超磁致伸缩材料的超高压合成及其磁弹性能研究

通过超高压退火方法,成功获得了轻稀土Pr基立方Laves相Pr(Fe_1-xGa_x)_2.35(x=0,0.06,0.12,0.17)超磁致伸缩合金材料,系统研究了其微结构、磁性转变以及磁致伸缩性能。实验结果表明,高压退火是合成轻稀土Pr基立方Laves磁致伸缩相结构的有效手段;适度的Fe过量可以在磁致伸缩相中引入软磁α-Fe相。热重分析表明随着Ga含量的增加,Pr(Fe_1-xGa_x)_2.35合金的居里温度呈现单调降低趋势。微量Ga掺杂(x=0.06)和α-Fe相的引入可以有效改善样品的软磁性能,使轻稀土Pr基立方Laves相合金在保持较大磁致伸缩响应的前提下,降低其磁弹响应滞后。本工作可为价格便宜、磁弹相应优异的轻稀土Pr基超磁致伸缩材料的开发提供实验和理论指导。     

非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9磁致伸缩系数的测量

采用自制磁致伸缩测量系统,测量了非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的磁致伸缩系数.此测量系统的优点是性能稳定,精确度高(其灵敏度可达0.3×10-7),并且可以连续测量,直至得到饱和磁致伸缩系数λs和磁致伸缩曲线.     

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．     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的结构、磁致伸缩和M(o)ssbauer研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响.结果发现,x＜0.4时,Tb0 3Dy0 7(Fe1-xAlx)1.95完全保持MgCu2立方Laves相结构,晶格常数α随Al含量x的增加而增大.磁致伸缩测量发现,随着替代量x的增加磁致伸缩减小,x＞0.15时超磁致伸缩效应消失;x＜0.15时磁致伸缩在低场下(H≤40 kA/m)有小幅增加,高场下迅速减小,而且易趋于饱和,说明添加少量Al有助于减小磁晶各向异性.内禀磁致伸缩λ111随Al替代量x的增加大幅度降低.M(o)ssbauer效应表明,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的易磁化方向随成分和温度在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,即自旋重取向.室温下,当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相;x＞0.15时,合金完全呈顺磁性;而77K温度下x=0.2时合金仍然呈磁性相.在室温和77K温度时,超精细场Hhf均随Al元素的增加而减小,而同质异能移IS随Al元素的增加而增加.     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的结构、磁致伸缩和MÖssbauer研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响.结果发现,x＜0.4时,Tb0 3Dy0 7(Fe1-xAlx)1.95完全保持MgCu2立方Laves相结构,晶格常数α随Al含量x的增加而增大.磁致伸缩测量发现,随着替代量x的增加磁致伸缩减小,x＞0.15时超磁致伸缩效应消失;x＜0.15时磁致伸缩在低场下(H≤40 kA/m)有小幅增加,高场下迅速减小,而且易趋于饱和,说明添加少量Al有助于减小磁晶各向异性.内禀磁致伸缩λ111随Al替代量x的增加大幅度降低.M(o)ssbauer效应表明,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的易磁化方向随成分和温度在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,即自旋重取向.室温下,当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相;x＞0.15时,合金完全呈顺磁性;而77K温度下x=0.2时合金仍然呈磁性相.在室温和77K温度时,超精细场Hhf均随Al元素的增加而减小,而同质异能移IS随Al元素的增加而增加.     

迈克耳逊干涉法测量非晶FeSiB的磁致伸缩

用迈克耳逊干涉法,对不同成份的非晶态 Fe Si B 合金的磁致伸缩特性进行比较测量,寻找具有较高磁致伸缩系数的非晶材料.     

Tb_(0.3)Dy_(0.7)(Fe_(1-x)Al_x)_(1.95)合金的结构、磁致伸缩和Mssbauer研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1?xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响.结果发现,x<0.4时,Tb0.3Dy0.7(Fe_(1-x)Al_x)1.95完全保持MgCu2立方Laves相结构,晶格常数a随Al含量x的增加而增大.磁致伸缩测量发现,随着替代量x的增加磁致伸缩减小,x>0.15时超磁致伸缩效应消失;x<0.15时磁致伸缩在低场下(H≤40kA/m)有小幅增加,高场下迅速减小,而且易趋于饱和,说明添加少量Al有助于减小磁晶各向异性.内禀磁致伸缩λ111随Al替代量x的增加大幅度降低.M?ssbauer效应表明,Tb0.3Dy0.7(Fe1?xAlx)1.95合金的易磁化方向随成分和温度在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,即自旋重取向.室温下,当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1?xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相;x>0.15时,合金完全呈顺磁性;而77K温度下x=0.2时合金仍然呈磁性相.在室温和77K温度时,超精细场Hhf均随Al元素的增加而减小,而同质异能移IS随Al元素的增加而增加.     

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。     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的磁性、磁致伸缩和M(o)ssbauer

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对磁性、磁致伸缩、自旋重取向和穆斯堡尔谱的影响.结果发现,x＜0.4时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95完全保持MgCu2立方Laves相结构.磁化强度和磁致伸缩测量发现,x＜0.15时,添加少量Al有助于减小磁晶各向异性,并且随着Al替代量x增加,磁致伸缩λs、内禀磁致伸缩λ111和Curie温度Tc大幅度降低.多功能磁性测量系统PPMS的研究和M(o)ssbauer效应表明,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的易磁化方向随成分和温度在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,即自旋重取向.室温下,当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相;x＞0.15时,该合金完全呈顺磁性;而77K温度下x=0.2时合金仍然呈磁性相.