不同频率交变磁场下低合金钢焊缝微区磁致塑性变形与磁致伸缩的关系

通过改变交变磁场的频率(磁感应强度一定),研究了QSTE420钢焊缝的磁致微区塑性变形和磁致伸缩幅值随频率的变化趋势,并探讨了磁致微区塑性变形和磁致伸缩两者之间的关系。结果表明:随交变磁场频率的降低,QSTE420钢焊缝区域的磁致塑性变形更加明显,而磁致伸缩幅值则逐渐减小;磁致伸缩所引起的应力、应变不是磁致微区塑性变形的主要原因。     

( Tb,Dy) Fe2合金表面离子注入渗氮改性及抗腐蚀性能研究

采用离子注入技术在(Tb,Dy)Fe2稀土超磁致伸缩材料表面引入氮离子进行改性处理,研究了加速电压对材料表面相结构、微观形貌、表面硬度、抗酸碱腐蚀性能及磁致伸缩性能的影响.结果表明:离子注入渗氮后,(Tb,Dy)Fe2合金表面的REFb相分解,生成了REN,α-Fe和Fe8N新相,材料表面微观形貌发生了明显变化,表面硬度明显提高.通过测试极化曲线研究了渗氮前后(Tb,Dy)Fe2合金在不同PH值NaCl溶液中的抗酸碱腐蚀性能,发现pH值相同条件下渗氮处理后(Tb,Dy) Fe2合金的自腐蚀电位Ecorr较渗氮前明显正移且有钝化现象发生.在加速电压140 kV,离子注入剂量5.0×1017 ion.cm -2条件下渗氮处理的(Tb,Dy)F合金,处于20℃,3.5％ NaCl溶液环境中,pH=4时,△Ecorr=0.23413 V; pH =7时,△Ecorr =0.18992 V; pH=10时,△Ecorr =0.01268 V,渗氮处理后(Tb,Dy)Fe2合金的抗酸腐蚀性能明显增强,抗碱腐蚀性能变化不明显.随着pH值的增大,渗氮与未渗氮(Tb,Dy) Fe2合金的抗腐蚀性能均变差.由于离子注入表面渗氮的渗氮层很薄,渗氮温度很低,渗氮处理没有破坏材料的内部基体结构,因此渗氮后材料渗氮处理没有破坏材料的内部基体结构,其磁致伸缩性能几乎未受影响.研究表明离子注入渗氮是(Tb,Dy)Fe2磁致伸缩材料表面改性的一种有效方法.     

稀土超磁致伸缩材料的磁场热处理研究

超磁致伸缩材料是一种先进的能量转换材料,在高新技术和国防军工领域具有重要的应用价值。在概述TbDyFe超磁致伸缩材料的特点及发展现状基础上,重点介绍了〈110〉取向材料的磁场热处理研究。在实验方面,采用区熔定向凝固技术制备了〈110〉取向TbDyFe多晶材料,在略高于居里点温度退火时施加磁场,不改变晶体学择优取向和凝固组织,但能调控初始磁畴分布状态,改变服役时的磁矩运动过程,从而改善材料磁致伸缩和力学性能。在模拟研究方面,建立了基于能量最低原理的磁畴旋转模型,模拟了磁热感生各向异性诱导的初始磁矩再取向过程,得到了形成单轴各向异性的临界值;模拟了感生各向异性强弱对磁致伸缩“Jump”效应的影响规律,探讨了磁场热处理对〈110〉取向晶体磁致伸缩的作用机理。     

基于共同物理基础的铁性智能材料研究概况

铁性智能材料是具有感知温度、力、电、磁等外界环境并产生驱动（位移等）效应的一类重要功能材料,主要包括形状记忆、压电和磁致伸缩三大类材料。长期以来,三类铁性智能材料的研究分布在几个不同的领域,没有形成共同的物理基础,从而导致只能运用有限的学术思路指导智能材料的研发。近年来实验探索研究成果表明：三类看似不同的铁性智能材料从序参量、畴结构到宏观性能层次具有高度的物理平行性,表明它们具有共同的物理基础,据此可望提供高性能铁性智能材料的物理新机制。     

Fe83Ga17Dyx合金组织结构及磁致伸缩性能

研究了Fe83Ga17Dyx(x=0,0.2,0.4,0.6)系列合金的晶体结构、显微组织、磁致伸缩性能。结果表明,稀土Dy添加到Fe83Ga17合金中对合金的晶体结构影响很小,对显微组织影响显著。Fe83Ga17合金中添加稀土Dy后,性能最好的Fe83Ga17Dy0.2合金在5000 Oe外加磁场下,磁致伸缩系数达到300×10-6。     

Fe72.5Ga27.5合金的定向凝固工艺与磁致伸缩性能研究

研究了晶体生长过程中的不同参数(温度梯度GL,晶体生长速度V)对Fe72.5Ga27.5合金晶体取向规律的影响。Fe72.5Ga27.5合金经过炉冷、空冷及淬火等热处理后,研究了热处理对<110>取向多晶合金磁致伸缩性能的影响,并通过微观组织分析进行必要的解释。结果表明:样品的性能与温度梯度和生长速度有着密切的关系。取向多晶样品热处理前后组织形貌没有明显变化,淬火后<110>轴向取向多晶FeGa样品的性能明显提高。     

Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xTix（x=0,0.03,0.06,0.09）合金的微观组织与磁致伸缩性能

利用高真空非自耗电弧炉制备了Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95-xTi_x（x=0,0.03,0.06,0.09）合金,系统研究了不同Ti含量Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95-xTi_x合金的晶体结构、微观组织、磁致伸缩性能及它们之间的关系.结果表明:添加Ti后的Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95-xTi_x合金基体相仍为MgCu₂型Laves相结构,Ti取代了Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95合金中比其自身半径大的稀土原子Tb和Dy而使晶格常数减小.添加Ti后,初生相TiFe₂的形成使得凝固液体中富含R（R=Tb,Dy）从而抑制了有害相RFe₃的生成,Ti在基体相RFe₂中和富R相中都可溶解,分别形成了（R,Ti）Fe₂基体相和富（R,Ti）相.Ti的添加量对磁致伸缩性能的影响很大,当x=0.03时,Ti的添加使磁致伸缩性能较Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95母合金提高幅度最大,但当x=0.09时,由于顺磁相TiFe₂和富（R,Ti）相的析出对磁致伸缩性能不利,但相对于Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95母合金也有少量提高.     

Magnetostriction and hysteresis of &lt;110&gt; oriented TbDyHoFe_1.95 alloy

(Tb0.36Dy0.64)1-xHoxFe1.95 magnetostrictive alloys with <110> orientation were prepared by zone melting directionally solidified method.The magnetostrictive performance and hysteresis of <110> aligned polycrystalline(Tb0.36Dy0 64)1-xHoxFe1.95 were investigated under applied magnetic field H(0magnetostriction from-60 to 80 oC.An obvious magnetostrictive "jump" effect was observed in these samples from-60 to 80 oC.The pre-stress and temperature dependence of the Wh was also examined.Between the temperature range from-60 to 80 oC,the magnetostriction increased with temperature decreased,while the magnetostriction hysteresis decreased,with the pre-stress increased,but the magnetostriction and the magnetostrictive hysteresis increased.     

偏置磁场均匀性对磁致伸缩导波传感器输出特性的影响

磁致伸缩式导波检测传感器（MsS）作为一种新型的超声波检测装置可应用于管道的健康监测,但其较低的能量转换效率却限制了其进一步的应用。为提高MsS能量转换效率,从偏置磁场均匀性角度出发,分析了偏置磁场均匀性对传感器输出特性的影响。采用有限元方法分析磁化装置个数与放置方式对管道内部磁场分布状况的影响,分析表明,适当增加磁化装置个数可以有效提高偏置磁场的均匀性;同时在磁场装置个数一定时,均布的放置方式将有助于形成均匀的偏置磁场。以有限元计算结论为基础,理论推导了偏置磁场与检测效率的关系,并通过实验研究揭示了磁场分布不均匀性对MsS输出的影响。通过改善偏置磁场的均匀性可以有效地提高磁致伸缩导波传感器的检测效率。     

超声导波激励频率选取对其模式控制的影响

超声导波在管道中传播模式有纵波、扭转波和弯曲波三种模式,由于扭转波在管道中传播具有非频散特性,在超声导波管道无损检测中得到广泛应用,但在管道中激发出扭转波的同时常常伴随着纵波的出现,导致超声导波检测信号难以识别和分析处理。针对这一问题,计算管道中超声导波传播频散曲线,通过控制扭转波激励频率在纵波的截止频率区范围内选取的方法,抑制纵波的产生。为了验证该方法的有效性和正确性,利用磁致伸缩导波无损检测装置对管道进行一系列不同激励频率的试验。研究结果表明：试验结果与理论结论相吻合,该方法为导波无损检测信号识别和工程应用提供了十分重要的理论依据和指导作用。