粉末冶金粘结磁致伸缩材料

粘结磁致伸缩材料是由Terfenol-D粉末与树脂粘结剂混合固化而成。TbDyFe粉末颗粒的大小,树脂的粘度系数,树脂的配比及磁场中的取向都对粘结磁致伸缩材料的磁致伸缩性能产生较大的影响。试验结果表明,TbDyFe粉末颗粒尺寸的大小对粘结磁致伸缩材料的磁致伸缩性能影响较大。制造较好性能的粘结磁致伸缩材料所需TbDyFe粉末颗粒尺寸应控制在＜280μm。同时,材料在压型过程中由于外加磁场而使磁畴取向,从而提高了磁致伸缩性能。     

TbDyFe合金的磁致伸缩特征

采用自行研发的 5kg级MBDS 10 0型定向凝固炉在不同工艺参数条件下制备 8～ 30mm规格TbDyFe合金棒。围绕磁致伸缩特征 ,本文对材料组织、取向和磁致伸缩行为进行分析。研究结果表明 ,ReFe3 相组织会明显降低磁致伸缩率 ;同一试样中组织不均匀时 ,磁致伸缩率也存在显著差异 ;通过定向凝固得到取向为〔110〕的片状孪晶材料 ,其磁致伸缩率明显提高 ,预应力下磁致伸缩率λ超过 2 0 0 0× 10 -6。     

Sm-Fe合金磁致伸缩薄膜

磁致伸缩合金、形状记忆合金和压电陶瓷是在微型机器人上所用致动器的重要功能材料.作为超磁致伸缩材料人们所熟知稀土-铁系合金的有Tb-Fe、Sm-Fe和Terfenol-D等.     

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。     

Fe81Ga19磁致伸缩合金的动态磁导率研究

研究了Fe81Ga19磁致伸缩合金在不同的偏置磁场和频率下的动态磁导率。在低频或准静态下,该合金的磁导率能够达到160以上,但随频率增加,磁导率逐渐下降,频率大于6 KHz时,磁导率的下降减缓,并逐渐趋于稳定。当施加平行偏置磁场时,磁导率明显降低,而施加垂直偏置磁场时,与零偏置磁场相比,磁导率除较低频率段有少量的下降外,基本保持不变。     

快冷凝固Fe-Ga合金的大磁致伸缩现象

超磁致伸缩合金Ｔｅｒｆｅｎｏｌ Ｄ(Ｔｂ0 3 Ｄｙ0 7Ｆｅ2 0 )质地很脆 ,难以加工成薄板和丝材。因而Ｔｅｒｆｅｎｏｌ Ｄ只限于制成棒材用于传感器致动子。近年来 ,有人研究了Ｆｅ Ｇａ合金单晶的磁性、磁致伸缩和弹性等特性 ,开发了Ｆｅ Ｇａｘ(ｘ=1 5 %～ 2 0 %原子百分数)合金 ,具有 30 0× 1 0 -6 左右的大磁致伸缩 ,而且具有一定的塑性和耐久性 ,但是单晶材料制造成本很高仍难以广泛实用。有人发现快冷凝固的铁系磁性合金ＦｅＰｄ薄带 ,具有微晶结构 ,表现出磁致伸缩高达 1× 1 0 -3 以上的超磁致伸缩现象。日本金属研究所新近研…     

大磁致伸缩执行器

本文阐述了大磁致伸缩材料的特性和大磁致伸缩材料在执行器中应用情况。大磁致伸缩执行器作为新一代小型强力执行器,被应用于低频声纳、新型马达、流体传动系统以及抗振系统等。大磁致伸缩执行器将有远大的发展前景。     

稀土磁致伸缩材料的应用

稀土工业是第二次世界大战以后迅速发展并崛起的新兴产业。稀土产品作为一种特殊的功能材料,能够大幅度地提高其它产品的质量和性能,号称工业的“维生素”。本文着重介绍了稀土磁致伸缩材料的应用,包括稀土磁致伸缩材料的应用基础,研究现状和发展前景等。     

新型磁致伸缩材料Fe-Ga合金的研究现状

本文主要介绍了新型磁致伸缩材料Fe-Ga合金近几年的研究进展.已有的研究表明,Fe-Ga合金强度高,韧性好,脆性小,具有良好的延展性,较好的温度特性,较低的饱和磁化场以及较高的磁致伸缩应变,另外还有低廉的价格,使Fe-Ga合金在磁致伸缩器件的应用领域具有广阔的前景.     

快淬Fe81Ga19合金薄带的相结构和磁致伸缩

采用熔体快淬法制备Fe81Ga19合金薄带,研究薄带试样的相结构和磁致伸缩性能.XRD和M-TG结果表明,快淬态Fe81Ga19合金基体为Fe(Ga)无序固溶体相,并有微量非对称结构的DO3相析出,且薄带厚度方向[100]择优取向.当测量磁场垂直带面时,薄带试样沿带长方向的饱和磁致伸缩达-1830×10-6.Fe81Ga19合金薄带的巨磁致伸缩与其大的形状各向异性、熔体快淬时合金内部形成的非对称结构的DO3相及薄带厚度方向[100]择优取向相关.     

硼添加对Fe-Ga合金相结构和磁致伸缩的影响

研究了（Fe0．81Ga0．19）100-xBx（x=0-20）合金的相组成和磁致伸缩特性．结果表明：x=1时,铸态合金由A2（bccFe（Ga））相和Fe2B相组成;x=5,10,15,20时,为A2相、L12（α—Fe3Ga）相和Fe2B相组成．800℃保温3h油淬后,当x=1,5时,为修正的DO3（Fe3Ga）相和Fe2B相组成;x=10,15,20时,为修正的D03相、L12相和Fe2B相组成．加入B元素后铸态合金的饱和磁致伸缩系数λs在x=1和10处出现峰值;油淬后随着B含量增加,合金的磁致伸缩系数先增大后减小,其中x=10合金的λs比相应油淬Fe81Ga19合金的λs增加了80％．油淬态合金,随B含量添加,析出Fe2B相,导致Fe-Ga合金基体中修正的D03相的Ga含量相应提高,磁致伸缩提高;随着B含量的进一步增加,合金中出现了过多的Fe2B相和L12相,磁致伸缩下降．     

Structure and magnetic properties of mechanically alloyed Tb0.2Pr0.8（Fe0.4Co0.6）1.93 and magnetostriction of its epoxy composite

The C15 Laves phase with composition Tb_0.2Pr_0.8(Fe_0.4Co_0.6)_1.93 was synthesized by mechanical alloying (MA) and subsequent annealing process. The structure and magnetic properties of Tb_0.2Pr_0.8(Fe_0.4Co_0.6)_1.93 were investigated by means of X-ray diffraction (XRD), a vibrating sample magnetometer, and a standard strain technique. The effect of annealing on the structure and magnetic properties was studied. The analysis of XRD shows that the high Pr-content Tb_0.2Pr_0.8(Fe_0.4Co_0.6)_1.93 alloy with the single phase of MgCu₂-type structure can be successfully synthesized by MA method. The sample annealed at 450°C is found to have a coercivity of 196 kA/m at room temperature. An epoxy/Tb_0.2Pr_0.8(Fe_0.4Co_0.6)_1.93 composite was produced by a cold isostatic pressing technique. A large magnetostriction of 400 ppm, at an applied magnetic field of 800 kA/m, was found for the composite. The epoxy-bonded Tb_0.2Pr_0.8(Fe_0.4Co_0.6)_1.93 composite combines a high magnetostriction with a significant coercivity, which is a promising magnetostrictive material.     

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%.     

Structure and magnetic properties of mechanically alloyed Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.93 and magnetostriction of its epoxy composite

The C15 Laves phase with composition Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.93 was synthesized by mechanical alloying (MA) and subsequent annealing process. The structure and magnetic properties of Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.93 were investigated by means of X-ray diffraction (XRD), a vibrating sample magnetometer, and a standard strain technique. The effect of annealing on the structure and magnetic properties was studied. The analysis of XRD shows that the high Pr-content Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.93 alloy with the single phase of MgCu2-type structure can be success-fully synthesized by MA method. The sample annealed at 450℃ is fotmd to have a coercivity of 196 kA/m at room temperature. An ep-oxy/Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.93 composite was produced by a cold isostatic pressing technique. A large magnetostriction of 400 ppm, at an ap-plied magnetic field of 800 kA/m, was found for the composite. The epoxy-bonded Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.93 composite combines a high mag-netostriction with a significant coereivity, which is a promising magnetostrictive material.     

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。     

Influence of arrangement field on magnetostrictive and mechanical properties of magnetostrictive composites

Non-aligned and aligned polymer-bonded Tb_0.3Dy_0.7Fe₂ composites with 20% particle volume fraction were prepared under different arrangement fields (i.e. 0, 10 kA/m, 20 kA/m, 30 kA/m, 60 kA/m and 100 kA/m) during their gel process. Static magnetostriction, dynamic magnetostriction, elastic modulus and compressive strength of all specimens were tested and compared. Experimental results indicate that all the parameters are positively dependent on the arrangement field. The dependence is significant at low field levels, the critical value of which is 30 kA/m for the composites fabricated. No obvious improvement of the properties can be observed for a larger field. Such critical values are defined as the optimal arrangement field to manufacture magnetostrictive composites.     

磁控溅射CoCrFeNi高熵合金薄膜的硬度和电阻率研究

目的 研究溅射功率对CoCrFeNi高熵合金薄膜硬度和电阻率的影响,期望获得同时具有高硬度和高电阻率的高熵合金薄膜,为其在电阻薄膜领域的应用提供实验基础。方法 在不同溅射功率条件下（40、60、80、100 W）,利用CoCr合金靶、Ni片和Fe片拼接成合金靶,采用磁控溅射法在硅基底表面沉积CoCrFeNi高熵合金薄膜。利用XRD分析薄膜相结构,通过SEM分析薄膜成分和形貌,利用显微硬度计测量薄膜硬度,采用双电测四点探针法测定薄膜电阻率。结果 不同溅射功率下制备的CoCrFeNi薄膜均与基底结合良好,呈柱状生长模式,且合适的溅射功率有助于获得等摩尔比高熵合金薄膜。随着溅射功率由40 W升高至100 W,薄膜结晶性得到改善,形成简单的FCC相,（111）择优生长更加强烈,柱状生长愈加明显,晶粒尺寸增大,硬度和电阻率降低。结论 溅射功率对CoCrFeNi薄膜组织和性能具有重要影响。当溅射功率为40 W时,CoCrFeNi薄膜同时具有最高硬度和最大电阻率,其值分别为940.5HV和336.5 μΩ?cm。     

退火温度对Fe73.5Cu1Mo3Si14.5B8合金电阻的影响

研究了退火温度与晶化相结构的关系,讨论了退火温度对Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｍｏ３Ｓｉ１４．５Ｂ８合金电阻的影响,结果表明,α－Ｆｅ粒子在４６０－５６０℃范围内几乎不长大,但温度高于５６０℃时,晶粒尺寸明显长大;随退火温度的升高,Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｍｏ３Ｓｉ１４．５Ｂ８合金的电阻率呈下降趋势。     

第三组元添加对Fe-Ga合金相组成和磁致伸缩性能的影响

系统地研究了铸态和淬火态Fe81(Ga1-xMx)19(x=0,0.1,0.2,0.3;M=Si,Ge,Sn)合金的相组成和磁致伸缩特性.结果表明:Si,Ge元素分别添加到Fe81Ca91合金中保持了合金的A2相结构.添加少量的Si或Ge(x=0.1)不会降低合金的饱和磁致伸缩值,其中淬火态Fe81(Ga0.9Ge0.1)19样品的饱和磁致伸缩值比淬火态Fe81Ga19合金明显提高;此后,继续增加Si或Ge含量,饱和磁致伸缩值显著下降.铸态和淬火态Fe81(Ga1-xSnx)19(x=0.1,0.2,0.3)合金为A2和FeSn(Ga)双相结构.随着Sn含量增加,非磁性FeSn(Ga)相数量增加,合金的饱和磁致伸缩值呈降低趋势.其中,在铸态Fe81(Ga0.9Sn0.1)19合金中获得了最大的饱和磁致伸缩值(41×10-6),略高于铸态Fe81Ga19合金.