Fe_(83)Ga_(17)La_x合金的磁致伸缩性能及组织研究

用真空电弧熔炼法制备Fe_(83)Ga_(17)La_x(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)铸态合金,采用震动样品磁强计、透射电镜、能量分散光谱仪、光学显微镜和自制磁致伸缩测量设备研究不同La含量对Fe_(83)Ga_(17)合金磁性能以及组织结构的影响。结果表明,添加La明显增加了合金的磁致伸缩性能,其中Fe_(83)Ga_(17)La_(0.2)的磁致伸缩系数最高可达210×10~(-6)。La易在晶界处富集,随着La含量增加,合金晶粒尺寸逐渐减小。La有助于合金沿100取向的晶粒增多。     

Tb对Fe_(83)Ga_(17)合金磁致伸缩性能影响

主要研究了Tb对Fe-Ga合金的磁致伸缩性能影响。添加Tb后,Fe-Ga合金具有100晶向取向的晶粒数目有所增加,使磁致伸缩性能有了明显的提高。研究了Tb在Fe-Ga合金中的存在位置,Tb原子在合金的晶界处富集。     

Y对铸态Fe_(81)Ga_(19)合金组织结构及磁致伸缩性能的影响

采用非自耗电弧炉制备了铸态Fe_(81)Ga_(19-x)Y_x(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)合金,通过金相观察、X射线衍射分析和磁致伸缩应变测量,研究了Y掺杂对铸态Fe_(81)Ga_(19)合金显微组织结构和磁致伸缩性能的影响。结果显示,Y的掺杂细化了合金的晶粒;掺Y后Fe_(81)Ga_(19)合金的择优取向增强;除了基体相(无序A2相)外,在铸态Fe_(81)Ga_(19-x)Y_x合金中还检测到DO_3相;Fe_(81)Ga_(19)-xYx合金最大饱和磁致伸缩应变在2500 Oe磁场强度下为97×10~(-6),与Fe_(83)Ga_(17-x)Y_x相比饱和磁致伸缩应变显著降低,DO_3相的析出是导致Fe_(81)Ga_(19-x)Y_x饱和磁致伸缩应变降低的原因。     

Nd_2Fe_(14)B单晶的自发磁致伸缩

本文研究了Nd_2Fe_(14)B单晶在不同温度下的自发磁致伸缩及其各向异性。发现沿c轴及垂直c轴方向的自发磁致伸缩差别较大,在室温下,其自发磁致伸缩系数值分别为1.1×10~(-3)和4.3×10~(-8)。根据平均分子场理论阐述了产生自发磁致伸缩的机理,并说明了Nd_2Fe(14)B单晶在不同方向的不同自发磁致伸缩。自发磁致伸缩效应起源于原子中电子间的交换相互作用,发现其变化规律与M_8~2(T)的变化规律一致。沿着不同的方向,由于原子排列情况的不同而呈现出不同的自发磁致伸缩。当样品对应于slate-Bethe曲线的不同位置时,由于交换相互作用的变化,表现出正的或负的自发磁致伸缩。     

磁场退火对Fe_(80)Si_9B_(11)非晶合金的磁致伸缩特性影响

利用激光多普勒法测量50 Hz下非晶合金带材的磁致伸缩曲线,研究了磁场退火对Fe_(80)Si_9B_(11)非晶合金带材的磁致伸缩特性的影响。结果显示,在相同的磁场强度下非晶带材经横磁退火后磁致伸缩最大,无磁场退火次之,纵磁退火时最小。然后,采用Kerr方法观察了非晶合金带材的磁畴形貌,从微观结构上解释了经不同磁场退火后磁致伸缩大小不同的机理。最后,对无磁场退火、横磁退火和纵磁退火后的Fe_(80)Si_9B_(11)铁基非晶合金铁芯进行了噪音测试。结果显示,在相同的频率和磁通密度下,非晶合金铁芯经横磁退火后噪音最大,无磁场退火次之,纵磁退火时噪音最小,与非晶合金带材经不同磁场热处理后磁致伸缩大小的规律一致。为解决非晶合金铁芯在实际应用中的噪音问题提供了参考。     

粉末粘结Tb-Dy-Fe合金的磁致伸缩性能及动态磁导率

采用酚醛树脂粘结Tb0.27Dy0.73Fe1.95合金颗粒,在磁场取向作用下压制成形制备复合材料,研究粉末粒度、成形压力对其密度、磁致伸缩性能和动态磁导率的影响.结果 表明,400 MPa成形压力下,250～420μm粉末制备的样品密度可达6.6 g/cm3,在400 kA/m磁场下的磁致伸缩系数为731×10-6,...     

Fe-Ga合金磁致伸缩材料的研究进展

与稀土磁致伸缩材料Tefernol-D相比, Fe-Ga合金具有饱和磁场低、磁导率高、强度高、脆性小和温度特性好等特点, 其潜在的应用范围更为广泛, 尤其适用于强震动、大负荷、强腐蚀等较为恶劣的工作环境. 重点介绍了Fe-Ga磁致伸缩材料的制备工艺、合金成分、微观结构及性能等方面的研究进展.     

2195合金轧制板材的显微组织研究

采用金相、SEM和TEM并借助力学性能测试,对2195合金三种典型状态的轧制产品的显微组织与性能进行了分析。SEM及能谱分析发现,在所有状态的板材中,均存在粗大、不规则形状的Al 7 Cu 2Fe结晶相,所有的中间热处理工序均不能消除这种有害相。金相和TEM显示,热轧板的显微组织是以含细小多变化亚结构的纤维态组织为特征,冷轧板的显微组织则是以含高密度位错胞的扁平晶粒组织为特征。TEM观察表明,时效态产品中主要含弥散、片状T1（Al2 CuLi）相,并伴以少量片状（Al 2Cu）相;拉伸试验结果显示,近峰值时效的2195-T851薄板可获得理想的综合力学性能。本文结合生产条件对2195合金不同产品状态的显微组织的形成及其演变进行了讨论。     

合金成分对Tb_xDy_(1-x)Fe_(1.91)磁致伸缩性能影响的研究

为了研究TbDyFe合金成分的变化对合金磁致伸缩性能的影响,采用真空感应熔炼炉制备四种Tb_xDy_(1-x)Fe_(1.91)(x=0.22、0.27、0.3、0.35)合金棒,然后取铸态性能较好的试棒真空定向凝固,将定向凝固后的试棒进行真空热处理,测试合金棒的磁致伸缩性能,分析合金中的组织取向,研究材料中的显微组织。研究表明,在低磁场下x=0.27的试样比其他三组实验得到的样品的磁致伸缩性能好,高磁场下x=0.3的样品磁致伸缩性能好而且"jump"效应明显,且定向凝固后的不同取向组织比例对试样的磁致伸缩性能影响很大。组织中的大尺寸富稀土相的产生对合金磁致伸缩性能影响很大。铸态性能较好的Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.91)合金,在真空环境下热处理后,稀土元素氧化烧损较多,磁致伸缩性能下降剧烈。合金基体主要的相为RFe_2与RFe_3耦合相,烧损导致合金的成分偏离,造成包晶RFe_2相和初生RFe_3相的耦合生长。     

Sm_2Fe_(17)的价电子结构及性能研究

依据固体与分子经验电子理论(empirical electron theory, EET),利用键距差(BLD)法,计算了Sm_2Fe_(17)晶体的价电子结构与理论键能、结合能。将由Sm_2Fe_(17)的晶体结构数据得到的19种实验键距值, Sm, Fe原子状态杂化参数输入根据键距差法编制的程序,运行并筛选输出结果得到Sm_2Fe_(17)的价电子结构。Sm_2Fe_(17)的价电子分布表明:Sm_2Fe_(17)晶胞中Sm原子处于B种杂化第一阶,晶格电子数为1; Fe原子处于C种杂化第九阶,晶格电子数为0.0322;总的共价电子数为165.000。通过计算, Sm_2Fe_(17)晶体中第α=1的Fe-Fe键能最大,E_1=262.6832 kJ·mol~(-1),是晶体熔化时需要破坏的主干键络, Sm_2Fe_(17)的理论结合能为39030.0175 kJ·mol~(-1),因此使Sm_2Fe_(17)相熔化需要较多的能量,这些是SmFe合金宏观熔点比较高的主要原因;第α=19的Sm-Sm键能最小,E_(19)=1.5563 kJ·mol~(-1),其晶体结构被破坏时需要的能量很小,这是SmFe合金高温下易产生Sm原子氧化、挥发的主要原因;Sm_2Fe_(17)晶体中晶格电子总数较少且分布不均是SmFe合金产生脆性的主要原因。     

6101合金的显微组织特征及性能

通过对6101合金在不同热处理条件下的组织研究,总结分析在不同热处理条件下的合金显微组织特征,及其相应的拉伸性能指标。试验发现,该合金随着热处理温度的升高性能达到一个较高的值,随后随温度的升高合金性能缓慢下降,同时晶粒粗化比较明显,晶粒粗化对合金制品的性能影响较大。     

Cr17铸造合金的显微组织结构

观察到Cr17铸造合金晶轴间普遍分布着大尺寸块状M7C3，分析研究了其中含有的大量面缺陷；观察到该合金在800℃加热时小尺寸粒状M23C6沉淀，分析研究了马氏体基体主要是位错马氏体。讨论了该合金材料制成的导位装置具有良好耐磨性能和使用寿命的主要原因；分布在晶轴间的块状M7C8使合金表面具有由这种共晶组织所构成的连续网状耐磨骨架以及塑性较好的位错马氏体基体与之良好配合。     

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548MPa,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%.     

稀土超磁致伸缩复合材料的制备工艺、组织及磁致伸缩性能

采用粘结技术制备出了性能良好的稀土超磁致伸缩复合材料,研究了合金含量、粉末粒度、磁场取向、粉末表面处理及样品密度对磁致伸缩性能的影响规律。结果表明:当粉末颗粒为200μm～450μm、含量为90%时,经表面处理且磁场取向的超磁致伸缩复合材料具有最佳的磁致伸缩性能,其饱和磁致伸缩量λs达798×10-6,抗压强度达98.69MPa。同时采用真空镀金技术对样品的体积电阻率进行了粗略的测量,其电阻率>5000×10-6Ω·m,比合金棒的电阻率至少高4个数量级。     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金显微组织及低磁场的磁致伸缩性能研究

研究了Al添加量变化对Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金显微组织、磁致伸缩系数的影响。结果发现,随着Al添加量的增加,晶体显微组织中的析出物增加;在一定的磁场强度下,磁致伸缩系数随Al添加量而变化,当磁场强度低于40kA/m时,磁致伸缩系数随Al添加量的变化曲线出现一峰值,当磁场强度高于40kA/m时,磁致伸缩系数随Al添加量的增加而降低。     

金属玻璃(Fe_(1-x)Co_x)_(78)Si_(10)B_(12)的磁致伸缩随退火的变化

研究了金属玻璃(Fe_(1-x)Co_x)_(78)Si_(10)B_(12)(x=0,0.1,0.5,0.7,0.9和1)的饱和磁致伸缩常数λ_s随退火的变化。在晶化之前,退火对x≥0.9的合金的λ_s影响很小,其余合金的λ_s可提高(1.5～4.8)×10~(-6);初期晶化的退火使λ_s向相应多晶Fe_(1-x)Co_x的中场磁致伸缩值靠近。     

La_(1.1)Fe_(11.4)Si_(1.55)Ge_(0.05)合金的磁热效应

使用电弧熔炼法制备了La1.1Fe11.4Si1.55Ge0.05合金。研究了用少量的Ge替代Si后,La1.1Fe11.4Si1.55Ge0.05合金的磁性和磁热效应。粉末X射线衍射结果表明:在1273K真空退火处理10d后,合金La1.1Fe11.4Si1.55Ge0.05主相为NaZn13型立方结构,存在微量的α-Fe相。热磁曲线M-T与Arrott曲线表明:在居里温度Tc=205K处发生由铁磁性(TTc)转变为顺磁性(TTc)的二级磁相变。在磁场变化0～1.5T下,根据等温磁化曲线通过Maxwell关系式计算得出最大磁熵变-ΔSmmax=9J.kg-.1K-1。Ge替代Si后该合金在其居里温度Tc处-ΔSm-T曲线半高宽增大,使合金的相对制冷能力RCP(S)有所提高。     

压制压力对机械合金化Cu_(20)Fe_(80)合金微波烧结组织及性能的影响

采用机械合金化和冷压微波烧结法制备了Cu_(20)Fe_(80)合金,通过扫描电镜和X射线衍射仪分析其显微组织和相组成,并测定合金的致密度和硬度,研究了制备过程中合金组织的演变规律。结果表明:Cu_(20)Fe_(80)合金冷压压坯组织呈层片状;随压制压力的提高,Cu_(20)Fe_(80)合金压坯的致密程度逐渐提高,由疏松逐渐密实,成形性提高;微波烧结后显微组织呈现层片状,随压制压力的增加,晶界逐渐明显,孔隙减少,致密度增加,硬度提高。     

Mo-30Cu合金轧制变形组织及性能研究

对粉末冶金法制备的Mo-30Cu合金板材,在不同工艺条件下进行轧制试验,采用金相显微镜及扫描电镜对轧制变形后的组织进行观察,并采用维氏硬度计对经过不同道次变形量的材料进行硬度测试,研究合金的轧制变形性能及组织演变.研究发现,热轧温度为900℃、变形量达到50％时,板材试样轮廓清晰,Mo颗粒被压扁拉长,呈椭球状,烧结态组织转变为变形组织.总变形量为98％的Mo-30Cu合金箔材组织中,Mo相与Cu相均被压成纤维状,两相成均匀层叠分布,Mo层与Mo层、Mo与Cu层间界面清晰,彼此结合紧密.Mo-30Cu合金的轧制变形行为分为3个阶段:总变形量小于50％时,Mo颗粒在Cu相中滑移及Cu相变形;变形量介于50％～90％时,Mo相和Cu相协调变形:变形量大于90％时,Mo相变形.经热轧变形后的Mo-30Cu合金,当冷轧变形量为0％～ 25％时,由于加工硬化,维氏硬度呈直线上升;当冷轧变形量大于25％时,随着变形量的增加,钼骨架和铜相逐渐变形形成纤维组织,位错密度的增长趋势逐渐减弱,加工硬化效应也会逐渐低于线性增长规律,同时晶格畸变能增加,产生变形热效应,促使材料中产生回复过程,材料的硬度增加缓慢.