超磁致伸缩材料的研究新进展

近年来,稀土超磁致伸缩TbDyFe材料的研究进展迅速,既有新的研究方向如材料力学性能、合金的凝固过程、磁畴取向的分布、组分处于准同型相界的合金的性能等,也有传统的如热处理时施加高磁场及应力处理、新热处理方法等方面。此外,科研人员不断开发出新的稀土超磁致伸缩材料合金体系,即不同元素对TbDyFe体系的部分取代与添加,主要有Pr、Nd、Sm、Gd、Ho和Er等稀土元素及第八族的Co元素。     

Fe-Ga磁致伸缩合金力学性能强化研究进展

Fe-Ga磁致伸缩合金作为重要的磁驱动智能材料之一,不仅在低磁场条件下具有较高磁致伸缩应变的功能材料特性,同时还具有较高力学强度的结构材料特性,结构功能一体化特征明显,存在广泛的研究价值和应用前景.国内外学者围绕该材料的磁致伸缩性能、力学性能优化开展了大量研究工作.其中,通过在Fe Ga合金中添加元素来调控力学性能和磁...     

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。     

Fe-Ga磁致伸缩材料研究进展

Fe-Ga合金是人们在新型高性能磁致伸缩材料探索中的一个重要发现,具有高应力灵敏度、良好的热-机械性能和磁致伸缩性能,填补了传统磁致伸缩材料和稀土超磁致伸缩材料之间的空白,在超声领域和微位移器等方面有较大的潜在应用价值,应用前景广阔。本文从Ga含量及相结构、第三组元、制备方法、压力和温度四个部分阐述Fe-Ga磁致伸缩材料的研究进展及研发趋势,总结了Ga含量及相结构、第三组元对Fe-Ga合金的磁致伸缩性能的影响,Fe-Ga合金的磁致伸缩性能与Ga含量密切相关,不同的第三组元对合金磁致伸缩性能的影响也不同;Fe-Ga合金的制备方法主要有定向凝固法、甩带急冷法、轧制法、拉丝法等方法,比较了各种制备方法对材料性能的影响;阐述了应力场和温度对Fe-Ga合金的磁致伸缩性能的影响,其中应力场对Fe-Ga合金的磁致伸缩性能有积极影响,但Fe-Ga合金磁致伸缩的温度依赖性比较复杂,磁致伸缩随温度变化的幅度与趋势都取决于合金结构。     

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。     

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。     

铁镓磁致伸缩材料制备工艺的研究进展

Fe-Ga合金具有原材料成本低、低场高磁致伸缩和高强度等优点,引起材料工作者的广泛关注。介绍了国内外Fe-Ga合金的制备方法、热处理工艺以及添加第三元素等方面的最新研究进展,比较了不同制备方法的优缺点,分析了热处理工艺对合金织构及磁致伸缩性能的影响,提出制备成分均匀、高度取向、大磁致伸缩的Fe-Ga取向织构或单晶材料是未来的研究发展方向。     

Tb对Fe81Ga19快淬合金薄带组织和磁致伸缩性能的影响

利用快淬甩带方法制备了Fe81Ga19Tbx(x=0,0.2,0.4,0.6)合金薄带,研究了合金薄带的显微组织结构和磁致伸缩性能。实验结果表明,Fe-Ga-Tb合金薄带的显微组织及磁致伸缩性能与合金的成分密切相关,合金薄带基体为Fe(Ga)无序固溶相体。Fe81Ga19Tb0.2合金的磁致伸缩系数最大,达到-1320×10-6,且薄带厚度方向[100]择优取向,Tb在晶界处富集。     

原子空位对定向凝固Fe-Ga合金磁致伸缩性能的影响

采用扩展的X射线吸收精细结构谱和正电子寿命湮没谱对定向凝固110取向多晶Fe-Ga合金的局域微观结构和空位缺陷及其对磁致伸缩性能的影响进行了研究。结果表明:在有序转变温度700℃附近进行不同工艺热处理,Fe_(83)Ga_(17)合金中的Ga原子与第一近邻原子Fe的键长和有序度不随热处理温度和冷却方式的变化而发生变化,说明了合金结构并没有随温度和冷却方式发生变化,具有很好的热稳定性。但是,不同工艺热处理后,Ga原子配位数发生变化,随着Ga原子配位数的逐渐降低,合金的磁致伸缩性能提高。对110取向多晶Fe_(81)Ga_(19)合金不同热处理工艺后样品空位缺陷的分析表明,淬火处理样品中单空位缺陷浓度最高,未热处理的定向凝固态样品次之,炉冷处理样品最低,与合金的磁致伸缩系数变化规律一致。110取向多晶Fe_(81)Ga_(19)合金经淬火处理后,在20 MPa预压力下的磁致伸缩性能达到230×10-6。空位会降低空位周边区域的电子密度,从而改变Fe原子周围的物理环境,从而间接影响Fe-Ga合金的磁致伸缩性能。     

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。