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。     

考虑温变时超磁致伸缩微致动器的动力学分析

建立了考虑温度变化时的超磁致伸缩微致动器的动态振动微分方程,得到了微致动器振动响应的非共振解析解.在已知磁化强度情况下,讨论了温度和预应力对振动响应的影响,并得到了位移响应随温度变化的系数;解出由于超磁致伸缩材料非线性而产生的亚谐共振解,讨论了温度对共振因子的影响.仿真结果表明,超磁致伸缩材料的磁-力-热耦合非线性对微致动器的振动响应有明显影响,在分析与设计微致动器时需要考虑温度的影响.     

La1-xNaxMnO3的磁电性质研究

采用固相反应法制备了La1-xNaxMnO3(x=0.05,0.15,0.33)多晶样品。通过测量XRD(X射线衍射)谱、R-T(电阻-温度)曲线、M-T(磁化强度-温度)曲线和ESR(电子自旋共振)曲线,研究了La位Na+离子替代对体系的电性和磁性的影响。实验结果表明:体系伴随绝缘体-金属相变出现顺磁-铁磁相变,随着La位Na+离子替代量的增加,样品的电阻值先减小后增大,磁化强度先增大后减小;随着La位Na+离子替代量的增加,居里温度单调升高;居里温度附近温区,顺磁相中存在着铁磁团簇,铁磁相中也存在顺磁成分,即出现了磁相分离;少量的Na+离子替代(x=0.05)样品,反铁磁与铁磁相共存,低温下表现为自旋倾斜玻璃态特征,较高Na+离子替代样品的自旋倾斜玻璃态遭到破坏。体系磁电性质的变化来源于Na+离子替代引起的晶体晶格结构的变化、容忍因子t的变化和Mn3+/Mn4+离子比值的变化。     

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。     

铁磁金属纳米点接触的磁电阻

分析三种不同方法制备的铁磁金属纳米点接触样品的弹道磁电阻现象,使用原子力显微镜准确测量铁磁金属点接触样品的磁致伸缩和微磁力行为,探讨由于磁致伸缩和微磁力等机械因素引起的样品微观结构变化对所测量铁磁金属纳米点接触样品的弹道磁电阻效应所产生的影响,得出在变化磁场作用下,在铁磁金属纳米点接触样品中所观察到的大比例弹道磁电阻现象可能与样品发生的微观结构变化而导致的电阻变化有关.     

双层钙钛矿锰氧化物Nd_(1.15)Tb_(0.05)Sr_(1.8)Mn_2O_7的磁性和电性研究

采用传统固相反应法制备双层锰氧化物Nd1.15Tb0.05Sr1.8Mn2O7多晶样品,通过测量样品的X射线衍射谱、磁化强度随温度变化曲线(M-T曲线)以及电阻率随温度变化曲线(ρ-T曲线),对其磁性和电输运性质进行了研究。结果表明,样品随温度的升高先后经历了四个磁转变点:奈尔温度点(TN≈50 K)、电荷有序温度点(TCO≈67 K)、居里温度点(TC≈107 K)和类Griffiths温度点(TG≈275 K)。在低温部分样品处于反铁磁-铁磁共存态,表现出了团簇自旋玻璃行为;在TC到TG温度范围内,样品处于铁磁-顺磁共存态,即存在类Griffiths相;在TG温度以上,样品处于纯顺磁态。其电输运性质表明,随温度的升高,样品的磁电阻率降低,没有发生金属-绝缘转变。通过对115 K~300 K温度范围内的ρ-T曲线拟合发现,样品在高温部分基本遵循三维变程跳跃的导电方式。     

逆变焊机用Fe_(73.5)Cu_1Mo_3Si_(15.5)B_7超微晶合金的软磁性能

对比了Fe73.5Cu1Mo3Si15.5B7超微晶合金和目前逆变焊机主变压器普遍采用的Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7铁芯的静态和动态磁性能。重点研究了两种材料铁芯的饱和磁致伸缩系数、10~40kHz范围内的高频性能和脉冲性能、-40~140℃间的损耗及磁导率变化。研究结果表明,Fe73.5Cu1Mo3Si15.5B7铁芯可获得低的高频损耗、高磁导率、较低的饱和磁致伸缩系数及良好的温度稳定性,满足逆变焊机主变压器对铁芯材料的要求,同时,Fe73.5Cu1Mo3Si15.5B7带材韧性更高,可改善材料制备的工艺性能和快淬带材的力学性能,提高成材率。     

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。     

钙钛矿锰氧化物Nd_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.10,0.15)的类Griffiths相研究

采用固相反应法制备了Nd_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.10,0.15)系列多晶样品,通过样品的XRD谱线,磁化强度随温度、外加磁场的变化曲线(M-T、M-H)等研究样品的晶体结构和磁性。研究结果表明,随掺杂量的增加,样品的结构没有发生明显变化,均为单相的Sr_3Ti_2O_7型四方结构,空间群为I4/mmm。在测量温度范围内,随温度的降低,三个样品分别先后经历了顺磁态、铁磁-顺磁共存态和反铁磁-铁磁共存态的转变。三样品体系中均存在类Griffiths相,在类Griffiths相温度(T_G≈275 K)以上,样品处于顺磁态;在类Griffiths相温区(θT275 K,其中θ为居里温度)范围内,样品处于铁磁-顺磁共存态;在奈尔温度(T_N)以下,样品铁磁性减弱,反铁磁性增强,铁磁和反铁磁性相互竞争导致类自旋玻璃行为出现。此外Tb元素的掺杂对系统中类Griffiths相温度基本没有影响,但对类Griffiths相温区有一定影响。     

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.     

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。     

磁畴结构对取向硅钢磁致伸缩的影响

本文概述了取向硅钢磁致伸缩的影响因素,采用交直流磁性测量仪、磁致伸缩测试仪和磁畴观察仪等手段研究了磁感应强度和磁畴结构对取向硅钢磁致伸缩的影响。结果表明:磁畴结构中主畴偏离角直接影响负的最大磁致伸缩,而锲形畴则对饱和磁致伸缩有显著影响,通过激光刻痕可以减少锲形畴,降低磁致伸缩。     

稀土磁致伸缩材料

磁致伸缩——磁场强度从零变化到饱和时引起物体长度相对变化。据研究所知,磁致伸缩具有明显的方向依赖性。一、稀土磁致伸缩材料的概况超磁致伸缩材料出现于60年代。由于解决了材料的工业化工艺,近年来才正     

酚醛粘结TbDyFe稀土磁致伸缩材料研究

采用取向织构合金粉开展了粘结稀土超磁致伸缩粘结工艺与性能研究。实验结果表明,对材料磁致伸缩影响显著的因素为粉末粒径和成形压力,在400 MPa压力下成形,粒径为250～420μm的粉末压制的样品拥有最大的磁致伸缩,无预应力时饱和磁致伸缩系数λs最大值为870×10~(-6)。16～20 KHz的磁场中,对材料损耗影响最大的因素为压制压力,压制压力高于400 MPa后材料的损耗降低至较低水平。     

磁退火处理对玻璃包覆钴基非晶合金复合微丝磁电性能的影响

通过玻璃包覆法连续制备出尺寸可控的玻璃包覆的钴基非晶合金微丝。研究了不同退火条件(普通热退火、横向磁场退火和纵向磁场退火)对合金微丝微观结构和磁性能及导电率的影响。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)测试分析微丝中的相变化,采用振动样品磁强计(VSM)测试微丝的磁性能。发现不同退火条件对非晶基体中析出纳米晶相的成分、尺寸和沿轴向的分布有显著影响,进而对非晶合金丝的磁、电性能产生重大影响。其中,轴向磁场退火可获得最佳的磁性能和电性能,其饱和磁化强度比淬态提高225%,初始磁导率提高214%,导电率提高26%。对比磁退火处理后性能最佳的薄带,该微丝饱和磁化强度提高110%,初始磁导率提高79%,导电率提高45%。     

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.     

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。     

钙钛矿锰氧化物La_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.05)的磁熵变和电输运性质研究

采用传统固相反应法制备钙钛矿锰氧化物La_(1.2-x)Tb_xSr1.8Mn2O7(x=0,0.05)多晶样品,通过测量样品的磁化强度与温度关系曲线(MT)和磁化强度与外加磁场关系曲线(M-H)对两样品的磁熵变研究发现:在整个温度测量区间内,x=0和x=0.05两样品在高温部分均表现出顺磁性;随着温度的降低,两样品分别在245和225 K处发生了二维短程铁磁有序转变(T_C~(2D));在120和70 K处发生了三维长程铁磁有序转变(T_C~(3D));在低温部分,两样品均表现出团簇自旋玻璃行为。x=0样品在T_C~(3D)附近的磁相变为一级相变,x=0.05样品为二级相变,两样品的磁熵变曲线的对称性良好,且在外场2 T下两样品在T_C~(3D)附近出现的最大磁熵变值分别为:2.17和1.60 J·(kg·K)~(-1),因此两样品有利于应用在埃里克森磁制冷循环中。此外,通过测量零场下电阻率与温度关系曲线(ρ-T)对两样品的电输运性质研究发现:x=0样品和x=0.05样品分别在96和93 K处发生了绝缘-金属转变(T_P),对T_P以上的ρ-T曲线拟合表明,两样品在高温部分均遵循三维变程跳跃的导电方式,Tb3+离子的掺杂没有改变高温区的导电方式。     

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.