热处理对<110>取向Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2合金磁致伸缩的影响

采用区熔定向凝固方法,制备<110>取向Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2合金棒.用管式炉,在1000℃进行4h的均匀化处理;沿垂直合金棒轴向,在240kA]m中进行磁场退火处理.研究了热处理方式对合金取向、显微组织和磁致伸缩的影响.结果表明,均匀化处理和磁场退火处理均不改变合金轴向择优取向;均匀化处理后,网状富稀土相球状聚集,有效地提高了合金的磁致伸缩,"跳跃"效应增强;磁场退火处理后,合金在无预压力下的磁致伸缩显著提高,而"跳跃"效应减弱.     

Tb0.36Dy0.64（Fe0.85Co0.15）2-xBx合金的结构和磁致伸缩

研究了Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.1)2-xBx(x=0,0.05,0.15,0.30)合金的结构、显微组织和磁致伸缩.结果表明,Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2-xBx合金基体仍为MgCu2型立方结构Laves相,合金点阵常数α随B含量增加先减小后增大;当B含量达到x=0.15时,样品中开始有杂相析出.少量B(x=0.05)添加时,合金的饱和磁致伸缩有所提高;随B含量继续增加,合金中形成1∶3相以及富硼相,饱和磁致伸缩急剧下降.     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xPtx)1.95合金的结构与磁致伸缩特性研究

利用XRD、SEM和电阻应变片等方法研究了Tb0.3Dy0.7(Fe1-xPtx)1.95(x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08)合金的微结构和磁致伸缩特性.结果表明:当Pt含量x≤0.06时,合金为具有立方MgCu2型结构的Laves单相,Pt置换Fe导致合金相的晶格常数α线性增大;磁致伸缩系数λ随Pt含量的增加不断减小,随外磁场(H≤500mT)的增大而单调增大;当合金在950℃退火4 h,可获得较好的磁伸缩性能.在x=0.08时,合金中出现微量第二相Fe3Dy,证实Pt在Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金中的最大固溶度小于5at%.     

《110》和《112》取向Tb-Dy-Fe超磁致伸缩合金的定向生长

采用区熔定向凝固方法,在30-720 mm/h生长速度范围内,均能获得〈110〉轴向择优取向生长的Tb-Dy-Fe合金;凝固形态随生长速度提高出现从平面晶到胞状晶、树枝晶转变;低速生长(30 mm/h)的样品磁致伸缩性能没有压力效应,高速生长(≥120 mm/h)的样品磁致伸缩性能具有明显的压力效应.低生长速度时〈110〉取向样品按双{111}系孪晶生长,高生长速度时按单{111}系孪晶生长,由此计算样品的磁致伸缩性能与实验结果基本吻合在更高生长速度下(900 mm/h)获得沿〈112〉轴向高度择优取向的样品,其磁致伸缩性能与高生长速度〈110〉取向样品性能相当,具有明显的压力效应.     

（110）取向Tb0．36Dy0．64（Fe0．85Co0．15）2合金的磁机械耦合系数

采用区熔定向凝固方法,制备出近似(110)取向Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2合金棒.采用交流阻抗分析仪测定其在不同偏磁场和预压应力条件下的阻抗谐振频率,求出磁机械耦合系数(k33).结果表明,在无预压应力状态,k33随偏磁场的增大而增加,在50.9 kA/m达到峰值0.513;施加10 MPa的轴向预压应力状态,k33值降低,其原因是预压应力导致71°畴壁能增加,阻碍了磁矩在磁场中的运动,使得磁能与机械能之间的能量转换效率降低.     

Tb0．3Dy0．7（Fe1-x）1．95合金的结构与磁致伸缩特性研究

利用XRD、SEM和电阻应变片等方法研究了Tb0．3Dy07（Fe1-xPtx）1.95（x=0．00,0．02,0．04,0．06,0．08）合金的微结构和磁致伸缩特性。结果表明：当Pt含量x≤0．06时,合金为具有立方MgCu2型结构的Laves单相,Pt置换Fe导致合金相的晶格常数α线性增大;磁致伸缩系数A随Pt含量的增加不断减小,随外磁场（H≤500mT）的增大而单调增大;当合金在950℃退火4h,可获得较好的磁伸缩性能。在x=0．08时,合金中出现微量第二相Fe3Dy,证实Pt在Tb0．3Dy0.7Fe1.95合金中的最大固溶度小于5at％。     

Al替代Fe对<110>取向Tb-Dy-Fe合金显微组织、磁致伸缩性能和力学性能的影响

采用区熔定向凝固方法制备<110>取向的Tb0.3Dy0.7(Fe1 xAlx)2(x=0,0.05,0.10,0.15)超磁致伸缩合金,研究不同含量Al原子替代Fe原子对于合金微观组织、磁致伸缩性能和力学性能的影响。结果表明:Al原子替代不改变定向凝固样品形成的<110>轴向择优取向,合金依然保持MgCu2型立方Laves相和部分稀土相结构。随着Al含量的增加,黑色RE(FeAl)2相和白色富稀土RE(Al)相的析出数量、尺寸及分布发生变化。微量Al原子(x≤0.05)替代可以显著提高材料低磁场下的动态响应及饱和磁致伸缩系数,随着Al含量进一步提高,合金系饱和磁致伸缩系数降低。Tb0.3Dy0.7(Fe1 xAlx)2(x=0,0.05,0.10,0.15)合金的压缩强度随着Al原子含量增加而增加,合金发生解理断裂。当Al替代量x≤0.1时,合金具有良好的综合性能。     

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

采用高真空电弧炉制备了Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx(x=0,0.03,0.06,0.09)合金,研究了该系列合金的晶体结构、微观组织及磁致伸缩性能。结果表明:添加Nb元素后的Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx(x=0.03,0.06,0.09)合金基体相结构仍保持为MgCu2(C15型)立方Laves相,添加Nb后Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx合金基体相晶格常数几乎不变。Nb在基体相RFe2中和富Re相中都不溶,但在x=0.03时的RFe3相中微溶而形成Re(Nb,Fe)3相。初生相NbFe2(C14型)相的形成使凝固液体富稀土从而抑制了RFe3有害相形成。六方结构的NbFe2在与自身结构不同的RFe2(C15型)中不溶而单独成为一相存在于RFe2基体上。Nb的添加量x对磁致伸缩的影响很大,微量(x=0.03)Nb的添加有效抑制了RFe3有害相的生成而使得磁致伸缩性能提高最大,但当Nb含量继续增大时,由于顺磁相NbFe2和富Re相的析出影响了基体磁-弹性交互作用而使磁效伸缩性能下降。但相对于Tb0.3Dy0.7Fe1.95母合金都有少量提高。     

〈110〉取向(TbDyHo)Fe2合金磁致伸缩的窄滞后特性

采用区熔定向凝固技术制备了〈110〉取向(Tb0.36Dyo.64)1-xHoxFe2合金,研究了在0,5和10 MPa压力下该合金的磁致伸缩性能及其磁致伸缩的滞后特性.结果表明:在外加轴向压应力作用下,〈110〉取向(Tb0.36Dy0.64)1-xHoxFe2合金具有明显的磁致伸缩"跳跃效应";x＜0.3的合金在较宽的温度范围(-60-80℃)内具有巨磁致伸缩特性;随x的增加,合金磁致伸缩滞后显著降低.在外加压力为0,5和10 MPa时,相对于滞后宽度为10.4,13.5和16.6 kA/m的x=0合金而言,x=0.1合金的滞后宽度减小为9.3,11.6和13.7 kA/m;x=0.2合金的滞后宽度减小为7.5,10.8和12.9 kA/m;x=0.3合金的滞后宽度减小为5.4,8.8和9.8 kA/m.     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的结构、磁致伸缩性能和自旋重取向研究

本文系统研究了室温下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MgCl2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的增多磁致伸缩减小,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[111]替代量x的增加大幅度降低.穆斯堡尔效应表明,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的易磁化方向随成份和温度在{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.     

Mechanical and magnetostrictive properties of Tb0.36Dy0.64（Fe1-xMnx）1.9 alloys

The magnetization, magnetostriction and compressive strengths of arc-cast polycrystalline and directionally solidified Tb0.36Dy0.64（Fe1-xMnx）1.9 （x=0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20） rods were investigated by VSM, standard strain gauge method and compressive tests, respectively. The results show that the magnetostriction λs, saturation magnetization Ms and magnetocrystalline anisotropy constant K1 decrease with increasing the Mn concentration. The optical micrographs and XRD patterns show that the Tb0.36Dy0.64（Fe1-xMnx）1.9 alloys are composed of MgCu2-type Laves phase as matrix and a small amount of rare-earth rich phase. It is found that the distribution of the rare-earth rich phase has an important effect on mechanical property of Tb0.36Dy0.64（Fe1-xMnx）1.9 samples. For the arc-cast samples, smaller equal-axial grains are arranged irregularly, which results in higher compressive strengths. However, the rare-earth rich phase is arranged as parallel arrays in the directionally solidified samples, which leads to smaller compressive strengths.     

Tb—Dy—Fe—M四元系超磁致伸缩材料的磁性

研究了Ｔｂ０．２７Ｄｙ０．７３Ｆｅｘ（ｘ＝１．８，１．９，２，２．１）三元系和Ｔｂ０．２７Ｄｙ０．７３Ｆｅ１．８Ｍ０．１（Ｍ＝Ｚｎ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｒ）四元系超磁致伸缩材料的磁性。合金在氩气保护的真空电弧炉中熔炼，铸锭在１０００℃真空热处理７天，用法拉第磁秤测定居里温度，用ＬＤＪ９５００振动样品磁强计测磁化曲线，用电阻应变计测量磁致伸缩。Ｔｂ０．２７Ｄｙ０．７３Ｆｅｘ合金的居里温度在３５５～３７５℃范围内，加入Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ和Ｃｒ降低合金的居里温度，加Ｃｒ增加合金的磁致伸缩，加Ａｌ增加合金在低磁场下的磁致伸缩，加Ｚｎ，Ｔｉ降低磁致伸缩。除加Ｃｒ外，热处理也能提高合金的磁致伸缩。     

退火磁场施加方式对Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金磁伸性能的影响

研究了磁场退火时磁场施加方式对《110》取向Tb0.3Dy0.7Fe1.95定向凝固多晶合金磁致伸缩性能的影响.退火磁场强度为1T,保温时间30 min.研究表明,在623K下采用垂直磁场且冷却时保持磁场的方式退火,可改善综合磁伸性能,如提高饱和磁致伸缩系数并使低场磁致伸缩系数基本不变,提高最大动态磁致伸缩系数且其对应的磁场基本不变.冷却阶段撤去磁场会减弱磁场退火的作用,而平行磁场退火的效果与垂直磁场相反.     

Fe83Ga17R0.6(R=Ce,Tb和Dy)合金的微结构与磁致伸缩性能

为改善多晶Fe-Ga合金的磁致伸缩性能,在Fe-Ga合金中掺杂稀土Ce、Tb和Dy元素。 研究了Fe83Ga17和Fe83Ga17R0.6 (R=Ce、Tb和Dy)合金的结构和磁致伸缩性能。结果表明,Fe83Ga17合金由单一bcc结构Fe(Ga)固溶体相组成,而掺杂稀土后的Fe83Ga17R0.6合金中除保持bcc结构的Fe(Ga)固溶体相外,还出现了R2Fe17第二相。掺杂稀土后的Fe83Ga17R0.6合金磁致伸缩系数明显大于Fe83Ga17合金。掺杂不同种类的稀土元素对Fe-Ga合金磁致伸缩性能改善的程度不同。在外磁场为557 kA/m时,Fe83Ga17Ce0.6合金的磁致伸缩系数(206×10-6)明显大于Fe83Ga17Tb0.6 (165×10-6)和Fe83Ga17Dy0.6 (161×10-6)合金的磁致伸缩系数。     

<110>取向Tb-Dy-Fe超磁致伸缩材料的热处理工艺

采用区熔定向凝固方法制备了<110>轴向择优取向的Tb0.3Dy0.7Fe2超磁致伸缩合金,在真空管式炉氩气保护条件下,对合金进行不同温度和时间的热处理,研究了不同处理时间、处理温度、冷却条件对该合金取向、组织、磁致伸缩性能以及力学性能的影响。结果表明:热处理不改变定向凝固形成的轴向择优取向;经930℃×2 h热处理后,网状的富稀土相基本转变为球状并均匀分布在基体相内,定向凝固形成的片层状组织发生退化,减小了REFe2相的磁畴在磁场中转动的阻力。细小的球状富稀土相均匀弥散分布在基体相内,减少了应力集中,因此提高了磁致伸缩性能和压缩强度;定向凝固Tb-Dy-Fe合金采用930℃×2h热处理后随炉冷却的工艺可以获得良好的综合性能,其饱和磁致伸缩为1226×10-6,压缩强度为256 MPa。     

退火态Fe-16Cr-2.5Mo阻尼合金磁致伸缩特性与阻尼性能的关系分析

采用改进的迈克尔逊干涉仪研究了Fe-16Cr-2.5Mo阻尼合金在800、900、1000、1100℃退火空冷下的磁致伸缩特性.用悬臂梁测试系统分析了退火态合金的阻尼性能.研究发现,随着退火温度的升高,Fe-16Cr-2.5Mo合金的饱和磁致伸缩系数λs和损耗因子η都在900℃出现峰值,分别达43.2×10-6和0.0622.合金的饱和磁致伸缩系数λs随温度的变化规律与损耗因子η一致.饱和磁致伸缩系数反映了磁机械效应的强弱程度,随着饱和磁致伸缩系数λs的增加,损耗因子η也逐渐增加,二者呈近似的线性关系.     

利用脉冲通电烧结法制得的Tb—Dy—Fe—Cr合金

ＴｂｘＤｙ1-ｘＦｅ2 (Ｔｅｒｆｅｎｏｌ Ｄ)是当前典型的磁致伸缩合金 ,新近研究了在Ｔｂ Ｄｙ Ｆｅ合金中添加Ｃｒ对其磁致伸缩特性和力学性能的影响。研究用的合金是按如下方法制备的 ,采用纯铽 (Ｔｂ)粉、镝 (Ｄｙ)粉和铁粉、铬粉为原料 ,按 (Ｔｂ0 .5Ｄｙ0 .5) (Ｆｅ1-ｘＣｒｘ) 1.8(ｘ =0～ 0 .2 )组成比称量后 ,将粉末原料置于行星式球磨机中 ,球磨机容器与磨球均为铬钢制作 ,粉末 /磨球质量比为 0 0 4 ,进行 360ｋｓ的球磨机械合金化。在球磨过程中为了防止氧气和氮气的侵入 ,预先须将球磨机容器抽真空后充入氩气至 10 0ｋＰａ的气…     

基于BP神经网络的Tb0.3Dy0.7Fe1.95磁致伸缩性能研究

基于BP神经网络算法和理论,研究了Tb0.5Dy0.7Fe1.95合金的磁致伸缩性能,建立了影响磁致伸缩性能参数与伸缩性的预测神经网络模型.结果表明,随着添加元素量的增加,磁致伸缩性在降低;随着磁场强度的增强,磁致伸缩性也随着增强:建立的神经网络模型的预测结果能与实验结果很好对应,误差很小.     

Magnetoelastic performance of 〈110〉 aligned polycrystalline Tb0.3Dy0.7Fe2

The magnetoelastic performance of <110> aligned polycrystalline Tb_0.3Dy_0.7Fe₂ was investigated. It has been found that the strain-stress curve is nearly linear without magnetic field, reflecting the purely mechanical elastic properties of the Tb_0.3Dy_0.7Fe₂ rod. The strain-stress curve exhibits a complex behavior in magnetic field and can be divided into three stages. The different stages are explained with magnetic domains in the Tb_0.3Dy_0.7Fe₂ rod alloy and the higher the magnetic field, the larger the stress to switch domains. The Young's modulus is also obtained from measuring the strain-stress curve and the variability of Young's modulus as the strain is analyzed.