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 t...     

Thermal expansion anomaly and spontaneous magnetostriction of Gd2Fe17 compound

Materials with negative thermal expansion have many practical applications. However, these materials are known in only several oxide systems, and when the negative thermal expansion occurs, the contraction is usually small and limited to a narrow temperature range beyond room temperature. For obtaining a compound with negative thermal expansion in broad temperature range, the structural and magnetic properties of Gd2Fe17 compound were investigated by means of X-ray diffraction and magnetization measurements. The Gd2Fe17 compound annealed at 1050 oC had a Th2Zn17-type structure. There existed an anisotropic strong spontaneous magnetostriction and a negative thermal expansion in Gd2Fe17 compound. The average thermal expansion coefficients was =-7.40×10-6/K in the temperature range of 294-453 K and =-1.80×10-5/K in 453-534 K, respectively. The spontaneous magnetostrictive deformation ωS decreased from 4.34×10-3 to near zero with temperature increasing from 294 to 572 K. The spontaneous linear deformation λc was much larger than λa at the same temperature below about 500 K.     

非晶合金卷绕定子铁心振动噪声的研究

建立考虑磁致伸缩效应的非晶合金卷绕定子铁心的磁-机械耦合数学模型。采用非晶合金定子铁心模态实验对卷绕结构铁心弹性模量进行修正的方法,研究非晶合金定子铁心卷绕结构对振动的影响。应用三维有限元法计算定子铁心的磁场分布、形变和振动加速度;并在此基础上分析定子铁心周围声场分布。提出非晶合金卷绕定子铁心振动噪声测试方法,通过实验验证计算方法的有效性。同时完成了不同供电频率下不同磁通密度时定子铁心振动噪声的测试,总结定子铁心振动和噪声的影响规律。得出定子铁心振动加速度随磁通密度平方呈正比和定子铁心噪声随磁通密度呈对数函数规律变化的结论,确定了曲线拟合公式和系数。     

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。     

( 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.     

阳逻大桥钢锚箱焊缝超声冲击降低焊接残余应力工艺试验研究

基于超声冲击消除焊接残余应力机理及特点,利用磁致伸缩效应方法,对在超声冲击后焊缝区域不同深度残余应力有不同变化的系列试验进行测试,结果表明,超声冲击后表面塑性变形层深度内残余拉应力可以大幅降低、甚至产生一定压应力。试验结果的数据分析对超声冲击方法消除焊缝残余应力的工艺研究与工艺制定具有较大的实用价值。     

铁镍合金丝威德曼效应测量与磁畴结构

采用拉拔法将铁镍合金锭(Fe100-xNix,x=30,45,60)冷拉至细丝后并进行900℃高温退火.使用自制的威德曼效应测量仪测量铁镍合金丝的威德曼效应.发现合金丝Fe40Ni60有较好的威德曼效应,特别是在退火后,(θ/L)max戤达到了141″/cm,退火使威德曼效应明显增强.利用磁力显微镜观察合金磁畴结构,发现了合金丝受应力作用后,磁畴有随应力方向排列的趋势,并增强了材料威德曼效应.分析了材料弹性性能以及其对威德更效应的影响.     

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。     

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 本文采用小角转动法（Small-Angle Magnetization Rotation）对（Co(77-x)FexSi8B15（x=4,5,7））钴基玻璃包覆非晶丝的磁致伸缩系数进行了测量,研究了拉应力（σ）对不同成分的钴基玻璃包覆非晶丝磁致伸缩系数的影响。实验结果表明：三种成分玻璃包覆非晶丝的磁致伸缩系数均随着外应力的增加逐渐减小;Co72Fe5Si8B15玻璃包覆非晶丝的磁致伸缩系数随着外应力的增加从+1.1×10-7 (σ=0MPa) 变为-3.3×10-7 (σ=1880MPa),存在一个由正变负的过程。