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。     

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。     

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。     

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。     

富钴近零磁致伸缩金属玻璃的饱和磁致伸缩常数随退火的变化

对富Co近零磁致伸缩CoFeVSiB金属玻璃薄带进行等时退火和等温退火,并在T=30～240℃测量淬态和各退火态的λ_s。结果发现:λ_s随T的变化可用双离子、单离子叠加模型满意地拟合;即λ_s(T)=a[μoM_s(T)]~2+b[μ_0M_s(T)](?);晶化前λ_s的变化较小是由A和-b同步变化造成的;初期晶化使λ_s陡降,是由于-b急速增大;不同温度下所测的λ_s有不同的动力学行为,而用a和b进行动力学研究较为合理;在CoFeSiB中加入Ni和V可减小a和b,从而可能得到较好的高磁导率性能。     

不同Tb/Dy比例对稀土磁致伸缩材料性能的影响

研究了不同Th/Dy比例对(TbxDy1-x)Fe1.95(x=0.30,0.32,0.34和0.35)合金的矫顽力、自旋再取向温度以及变温和加压磁致伸缩性能等的影响.结果表明,随着x值的增大,合金的矫顽力增大,自旋再取向温度降低.x为0.34时,合金的磁致伸缩温度系数较小,更适用于低温且工作温度变化大的环境.随着x值的增大,当施加压应力时,合金的磁致伸缩系数λ有明显的"跳跃效应",低场下尤为突出.     

轧制Fe_(83)Ga_(17)Er_(0.4)合金的磁致伸缩性能及显微组织

研究了Fe_(83)Ga_(17)Er_(0.4)轧态合金不同热处理方式下的磁致伸缩性能及显微组织,并对比了不同热处理前后合金的性能及显微组织的变化,结果表明,700℃保温3 h淬火处理后,抑制了合金中的富Er相的形成,合金的磁致伸缩性能从37×10~(-6)提高到56×10~(-6),磁致伸缩的增大是由于合金冷却过程中出现不同的相结构,且具有择优取向的样品性能较好。     

金属玻璃的饱和磁致伸缩常数及其测量方法

如果金属玻璃的饱和磁致伸缩常数λ_s具有各向异性,则用不同方法测量的λ_s将有不同的意义。为了简单,假设面内饱和线磁致伸缩S遵从关系式其中θ和ψ分别为饱和磁化强度M_s和测长方向l在以固定在材料中的参考方向R为极轴时的极角,λ_s(θ)为随θ而变的λ_s。在此基础上导出了用应变法、张力转矩法和张力磁化法所测有效饱和磁致伸缩常数λ_s~*(θ)与λ_s(θ)之间的关系式。用它们分析了已有的结果。用不同方法或同一方法的不同操作所得λ_s(θ)结果之间的方法暗示,λ_s的测量尚需进一步改进。     

Fe替代Mn对Mn_2Dy化合物的结构和磁相关性能的影响

采用真空氩弧熔炼的方法制备了(Mn_(1-x)Fe_x)_2Dy(x=0~1.0)系列样品,在800℃下进行热处理10 h,利用X射线衍射仪(XRD)、综合物性测量系统(PPMS)、电阻应变片法等测试方法系统研究了不同Fe替代量对Mn_2Dy化合物的结构演变、磁性能和磁致伸缩性能的影响。研究结果表明,Mn_2Dy化合物具有典型的Mg Cu2(C15型)面心立方(fcc)晶体结构,随着Fe替代量x的增加,(Mn_(1-x)Fe_x)_2Dy化合物的晶胞体积和晶胞参数a,b,c逐渐减小,但始终保持fcc晶体结构不变;Mn_2Dy化合物为反铁磁体,当Fe替代量x0.5时,该化合物开始由反铁磁性向铁磁性转变,饱和磁化强度(Ms)可在~6.0~80.0 Am2·kg-1之间调控;反铁磁Mn_2Dy几乎不显示磁致伸缩性能,随着Fe替代量的增加,磁致伸缩系数(λ)逐步提高且灵敏度越来越高,当x=0.9时在72 k A·m-1外场下λ最高可以达到350×10-6。机制探讨表明,铁磁性的Fe元素替代Mn后改变了Mn_2Dy化合物的磁晶各向异性与磁性,从而影响了磁致伸缩性能。     

Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe单晶生长

我们用“联合工艺公司”研究成的方法,试图在稀土三元素 Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(2.0)中生长单晶。因为有高度各向异性的磁致伸缩(λn=1.6×10.(-3)S10λ100),在应用中非常希望得到〈111〉生长方向的单晶。将一批炉料装在一个氮化硼坩埚内。炉料显著过热并超过其熔点。使温度短时间稳定     

热处理温度对铝钢复合板界面组织和性能的影响

摘要：利用激光多普勒法测量50Hz下非晶合金带材的磁致伸缩曲线,研究了磁场退火对Fe80Si9B11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Fe80Si9B11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。     

磁场退火对Fe80Si9B11非晶合金的磁致伸缩特性影响

摘要：利用激光多普勒法测量50Hz下非晶合金带材的磁致伸缩曲线,研究了磁场退火对Fe80Si9B11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Fe80Si9B11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。     

铌对纳米晶Nd2Fe14B合金组织结构与磁性能的影响

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了单相Nd2Fe14B纳米晶合金。研究了添加Nb对Nd12.3Fe81.7-xNbxB6.0(x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0)系列合金的微观组织、磁性能和晶化行为的影响规律。结果表明:添加Nb可提高晶化温度并稳定非晶相;在退火晶化过程中,加入Nb后形成的析出相可以抑制晶粒长大,使晶粒细化且分布均匀,进而提高了材料的综合磁性能。通过对系列合金磁性能分析可知:Nd12.3Fe81.2Nb0.5B6.0合金在600℃退火处理10min后的磁性能最佳,磁能积(BH)m=141.13kJ.m-3,矫顽力Hci=867.95kA.m-1,剩磁Jr=1.02T。     

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。     

NaZn_(13)型La_(0.8)Ce_(0.2)Fe_(11.6-x)Mn_xSi_(1.4)H_y(x=0.15,0.20)粘结复合物的磁热效应

通过熔炼炉反复熔炼,然后放入流动氩气退火炉中在1363 K下退火100 h后自由冷却至室温,饱和吸氢得到母合金La_(0.8)Ce_(0.2)Fe_(11.6-x)Mn_xSi_(1.4)H_y(x=0.15,0.2)。最后对其进行等质量塑性粘结得到复合物。XRD相图结果表明母合金的主相均为Na Zn13型立方结构(空间点群为Fm-3c)。由热磁曲线和磁熵变曲线可以明显看出,复合物的温变区间与两母合金相比有所增大,并且在0~1.5 T磁场下其熵变值依然比Gd的要高,最高约为4.05 J/(kg·K)。粘结得到的复合物磁熵变曲线的半峰宽也有所增加。复合物的RCP(S)值与两母合金相比相差不大,而制冷温变区间有所增大。抗压强度测量结果表明粘结复合物具有较好的机械性能,有利于在磁制冷机中应用。     

稀土物理冶金的新进展

叙述了Nd_2Fe_(14)B磁体和terfenol磁致伸缩合金用Nd、Tb和Dy的制备,terfenol磁致伸缩合金的加工以及高纯金属方面取得的进展。讨论的其他问题包括:1) 立方LaNi_2 Laves相是否存在;2) 25℃下稀土的亚稳定bcc相;3) 多层稀土材料;4) 稀土用于抑制腐蚀;5) 一种可能的新永磁体的发现;6) 在定域/离域交叉点上半重费米子化合物Ce Si_x(x≈1.85)电阻率巨大异常。     

La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(11.7-x)Mn_xSi_(1.3)H_y合金及其粘结合金的磁热性能

用高频悬浮炉制备了La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(11.7-x)Mn_xSi_(1.3)系列合金,在1363 K下退火144 h,退火后的样品在温度为593 K、压力为0.03 MPa的氢气氛围中饱和吸氢。吸氢后的样品磨成粉末,采用粉末粘结的方法制备成块状磁工质。采用XRD及SEM分析了样品的组织结构,观察样品的表面形貌,并用VSM测试样品的磁性能。实验结果表明,随着Mn含量的增加,氢化物的居里温度降低,材料的居里温度在室温范围内连续可调,同时磁热效应有所降低;粘结后的样品具有较大磁热效应,力学性能良好。     

P元素的替代对LaFe_(11.4)Si_(1.6)的磁热效应影响

通过电弧炉熔炼法制备了LaFe11.4Si1.6-x P x(x=0.05,0.1,0.2,0.3)系列合金,XRD分析表明少量P元素替代,LaFe11.4Si1.6-x P x(x=0.05,0.1,0.2和0.3)合金仍然保持NaZn13型结构,但晶格常数减小。在居里温度T c附近磁化曲线表明,该系列合金经历由磁场引起巡游电子由顺磁态到铁磁态变磁转变的一级相变。随着P含量的增加,LaFe11.4Si1.6-x P x(x=0.05,0.1和0.2)的居里温度T c减小,等温磁熵变也减小。在外加磁场变化为0~1.5 T时,等温磁熵变最大值分别为19.3 J/(kg·K),15.3 J/(kg·K)和10.3 J/(kg·K)。     

Nd-Fe和Nd-(Fe,Co)永磁合金的磁性及结构

制备了磁体Nd_(16.7)B_(7.8)(Fe_(1-x)Co_x)_(75.5)(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.8,1.0),测量了室温磁参量4πM_s、H_k、T_c、_iH_c|(BH)_(max)、α。对x=0、x=0.3样品在77K至500K温度范围内研究了H_k|_iH_c随温度的变化。实验结果表明:4πM,随取代量x的变化与Slater-Pauling曲线定性上一致,T_c随x的增加而上升而H_k、_iH_c、α均随x的增加而下降。(BH)_(max)在x～0.2时达到最大值。Co取代样品的H_k温度特性略有改善,但在测量范围内二样品的_iH_c温度特性几乎相同。在低于140K温度下观察到了Nd_2BFe_(14)四方相的磁矩重取向现象。     

微量稀土元素Tb、La掺杂对Fe-Al合金结构和磁致伸缩性能的影响

为了研究微量稀土元素Tb和La掺杂对Fe81Al19合金结构和磁致伸缩性能的影响及影响机制,采用真空电弧熔炼法制备了Fe81Al19、Fe81Al19La0.1和Fe81Al19Tb0.1三种铸态合金。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜联合能谱仪(SEM/EDS)分析了合金的微结构。用振动样品磁强计(VSM)和磁致伸缩测量仪测试了合金的磁性能和磁致伸缩系数。结果表明,Fe81Al19合金由单一的bcc结构A2相组成,而掺杂稀土后的Fe81Al19Tb0.1和Fe81Al19La0.1合金均由bcc结构的A2主相和少量富稀土相组成。稀土Tb和La的掺杂使Fe81Al19合金沿<100>晶向择优取向,且Fe81Al19Tb0.1合金择优取向更加明显。此外,三种合金的磁化功大小排序为:Fe81Al19Tb0.1> Fe81Al19La0.1> Fe81Al19。表明稀土元素掺杂导致Fe-Al合金具有更大的磁晶各向异性,且Tb的掺杂效果更加明显。磁致伸缩系数测试表明,与Fe81Al19合金相比,稀土掺杂合金的磁致伸缩系数明显增大,而且Fe81Al19Tb0.1合金的磁致伸缩系数增大的更加明显,大约是Fe81Al19合金的3.2倍,为86×10^-6。稀土掺杂合金磁致伸缩系数增大的原因主要源于掺杂稀土使Fe-Al合金沿<100>晶向择优取向和稀土导致合金具有高磁晶各向异性。