热处理对快淬Fe83Ga17Ce0.8合金结构和磁致伸缩性能的影响

采用电弧熔炼法制备了稀土Ce掺杂的Fe83Ga17Ce0.8铸态合金,然后对其进行快淬处理,获得快淬态Fe83Ga17Ce0.8合金,最后对快淬态Fe83Ga17Ce0.8合金在不同温度(850℃、950℃和1050℃)下进行退火处理5h.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱仪(SEM/EDS)和磁致伸缩测试方法研究了退火温度对合金结构和磁致伸缩性能的影响.结果表明,快淬态Fe83Ga17Ce0.88合金经退火处理后,合金中的CeFe2相转化为贫稀土Ce2Fe17相.随退火温度的升高,合金的磁致伸缩系数绝对值先减小后大幅度增大.退火温度为1050℃时,合金的磁致伸缩系数达最大(在外磁场为398 kA/m时,磁致伸缩系数为656×10-6).磁致伸缩系数的增大与该合金中形成较多的Ce2Fe17相以及合金中A2相沿[100]方向择优取向有关.     

元素替代、掺杂对Fe-Ga合金结构和磁致伸缩性能影响的研究进展

Fe-Ga合金是一种新型磁致伸缩材料,它的高强度、良好韧性、低场高磁致伸缩性能和低成本等优异特性使其具有广泛的商业应用。然而,实际制备的Fe-Ga合金的磁致伸缩数系数很小,提高Fe-Ga合金的磁致伸缩性能成为人们关注的课题。元素替代和掺杂是改善新型Fe-Ga磁致伸缩材料性能的一种有效方法。综述了近几十年来元素替代和掺杂对Fe-Ga磁致伸缩合金结构和性能的影响,并总结了各种元素替代和掺杂的研究进展。在此基础上,指出了元素替代和掺杂在改善Fe-Ga合金性能中存在的问题及今后的发展方向。     

〈110〉轴向取向Fe83Ga17合金中原子间作用与磁致伸缩的关系

采用定向凝固的方法制备出棒状〈110〉轴向取向多晶Fe83Ga17样品,Fe83Ga17合金样品经过淬火处理后,饱和磁致伸缩应变λs可以达到2.42×10-4。实验发现样品的磁致伸缩应变与合金中的短程序密切相关。淬火处理后样品的磁性Fe原子周围的原子占位发生了改变,合金部分有序。文中采用"原子对模型"(pairmodel),从能量最小原理出发,分析讨论了Fe Ga合金中原子对间的相互作用与磁致伸缩应变的关系。     

第三组元(C、B)添加对Fe83Ga17合金相结构和磁致伸缩性能的影响

为了研究非平衡凝固条件下(Fe83Ga17)100-xMx(x=0、0.5、1、1.5;M=C、B)合金的相组成及其磁致伸缩性能,采用吹铸的方式制备了(Fe83Ga17)100-xMx,(x=0、0.5、1、1.5;M=C、B)合金,结果表明,合金保持了A2(bcc-Fe(Ga))相结构.C、B元素对合金微观组织产生了很大影响,C完全固溶于bcc-Fe中,B于晶界处大量富集,晶粒形状呈区域定向排列.添加C、B均对Fe83Ga17合金的磁致伸缩性能产生了抑制作用.添加C增大了弹性模量,当x=1时磁致伸缩值最大;添加B对合金组织产生了巨大影响,随着B含量的增加形成了明显的铸造织构,并且生成了富含Fe2B的相,x=1.5时磁致伸缩值最大.     

快淬和退火对Fe_(83)Ga_(17)Ce_(0.8)合金结构和磁致伸缩性能的影响

采用电弧熔炼法制备了稀土Ce掺杂的Fe83Ga17Ce0.8铸态合金,然后对其进行快淬处理,获得Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金,最后对Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金在1 223K下进行退火热处理5h。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱仪(SEM/EDS)和磁致伸缩测试方法研究了快淬和退火对合金结构和磁致伸缩性能的影响。结果表明,Fe83Ga17Ce0.8铸态合金由bcc结构的Fe(Ga)相和少量的CeFe2第二相组成。Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金除了含有大量的Fe(Ga)相和少量的CeFe2相外,合金中还出现了非对称DO3结构的Fe3Ga相。Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金经退火热处理后,合金中的CeFe2相转化为贫稀土Ce2Fe17相。在外磁场为557kA/m时,Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金的磁致伸缩系数(3.82×10-4)明显大于铸态合金(3.56×10-4)和退火态合金(1.82×10-4)的磁致伸缩系数。     

Fe-Ga-B合金室温塑性及轧制材料磁致伸缩性能

研究了0.5%(原子分数)B对Fe83 Ga17合金室温力学性能的影响及(Fe81 Ga19)99.5 B0.5轧制薄片磁致伸缩性能.结果表明,少量B添加提高了Fe-Ga合金的室温塑性,实现(Fe81 Ga19)99.5 B0.5合金的轧制成形.热处理对(Fe81 Ga19)99.5 B0.5合金薄片材料磁致伸缩性能有很大影响.在同一热处理制度条件下,磁致伸缩性能随变形量的增加而减小;对于变形量为93.5%的样品,同一热处理时间,样品磁致伸缩性能随热处理温度的升高而增加,同一热处理温度时,样品磁致伸缩性能都表现出先升高后降低的变化趋势,样品在1300℃保温2h后,磁致伸缩性能最好,达到1.65×10-4.热处理对(Fe81 Ga19)99.5 B0.5合金薄片材料磁致伸缩性能的影响归因于对样品织构的影响.具有{100}＜012＞织构样品的磁致伸缩性能最高,而{111}＜110＞和{111}＜112＞织构对应的磁致伸缩性能较低.     

Fe71.3 Ga28.7的结构调控与磁致伸缩性能研究

研究了区熔定向凝固速度与热处理制度对Fe_(71.3)Ga_(28.7)合金的显微组织、晶体结构与取向规律的影响。结果表明,区熔速度为72 mm/h时,得到的是A2相,而区熔速度为36 mm/h时,得到的是A2+D0_3相,并发现区熔速度较小时,会在合金棒中形成较强的η-型纤维织构;在680℃下淬火处理可以大大提高材料的磁致伸缩性能,不过在580℃下淬火处理或在705℃下炉冷处理时,会得到L1_2相,导致磁致伸缩系数为负值。     

Co元素添加对Fe83Ga17合金结构及磁性能的影响

制备目标成分为Fe83-xCoxGa17(x=0,0.5,1.5,2.5,3.5)系列的合金铸锭,研究了Co元素添加对该系列合金结构、磁致伸缩性能、磁性能及硬度的影响.实验结果表明,随着Fe-Ga合金中Co元素的增加,合金饱和磁致伸缩值先增加后降低,在x=1.5时,合金饱和磁致伸缩值最高,达到195·10-6,并且该成...     

真空磁场热处理对Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金磁致伸缩性能的影响

研究了磁场热处理对Tb0.3Dy0.7Fe1.95多晶合金磁致伸缩性能的影响.将定向凝固得到的多晶合金,在真空条件下,加热到居里点附近不同温度,在加磁场下保温一定时间后冷却到室温,测量其磁致伸缩系数,并且进行X衍射分析.实验结果表明,在稍低于居里点的温度,沿垂直于棒的轴线加磁场保温一定时间后冷却,合金的磁致伸缩系数明显提高,沿样品棒轴线的晶体取向有一定程度的改变.     

粘结Sm-Dy-Fe合金的磁致伸缩性能研究

采用粘结法制备了Sm_(1-x)Dy_xFe_2合金样品,测量了粘结合金样品的静态磁致伸缩、动态磁致伸缩系数、增量磁导率和磁-机械耦合系数,研究了磁致伸缩性能等随磁场H的变化规律。发现当x<0.12时合金的低场磁致伸缩随x的增加而增加,高场磁致伸缩随x的增加而降低。棒状Sm_(0.88)Dy_(0.12)Fe_2合金在H=200kA/m时的磁致伸缩达405×10~(-6),磁-机械耦合系数和动态磁致伸缩系数分别达到0.34和1.28nm/A,因而粘结Sm_(0.88)Dy_(0.12)Fe_2合金具有一定的实用价值。     

Magnetostriction and microstructure of the melt-spun Fe83Ga17 alloy ribbons

Fe₈₃Ga₁₇ alloy ribbons with four thicknesses were prepared by the melt-spun method. The measured results show that magnetostriction is related to the thickness of the ribbons, and its maximum value, −2100 ppm, has been obtained in the ribbon with a thickness of 75 μm. The results of the X-ray diffraction (XRD) and the differential scanning caloric (DSC) show that a phase with DO₃ structure emerges in those ribbons with the thicknesses of 45, 55 and 75 μm, and a phase transition of A2 + DO₃ → A2 occurred at 669°C for the ribbon with the thickness of 75 μm. The increase in the cooling rate can restrain the precipitation of the Ga-rich phase in the ribbon. It is considered that the giant magnetostriction of ribbons originates from the A2 + special DO₃ structure and shape magnetic anisotropy. Translated from Acta Metallurgica Sinica, 2006, 42(2): 177–180 [译自: 金属学报]     

Fe-Ga超磁致伸缩材料的性能和中子衍射分析

Fe-Ga合金具有较大的磁致伸缩应变λ,低的饱和磁化场.Fe83Ga17饱和磁致伸缩应变可以达到3.00×10-4.为了进一步验证不同相结构对合金磁致伸缩性能的影响,对样品进行中子衍射和差热分析,发现Fe83Ga17合金在700℃附近存在相结构变化,结构变化导致合金磁致伸缩系数的改变.     

定向凝固稀土超磁致伸缩材料的制备及组织性能研究

采用自制的高梯度定向凝固装置制备了晶粒取向的稀土超磁致伸缩材料并考察了定向凝固和热处理工艺参数对材料组织、性能的影响规律。在本实验工艺条件下（定向温度１３７０℃），抽拉速度１２ｍｍ／ｍｉｎ，热处理温度９５０℃，保温６ｈ，炉冷）材料的磁致伸缩值可达到１８００ｐｐｍ（压自力１２．５ＭＰａ）。组织分析表明，定向凝固使得材料沿凝固方向形成了［１１０］取向组织从而使磁致伸缩值明显提高，而热处理对性能的进一步     

稀土元素Nd对Mg-Zn-Y合金组织结构和力学性能的影响

通过制备Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr-xNd(x=0、1、2、3、4)系列合金,研究了稀土元素Nd对Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr合金组织结构和力学性能的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、EDS、XRD等手段,观察和分析了合金的微观形貌和组织结构,测量了合金抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能。结果表明:合金中添加稀土元素Nd后晶粒明显细化,随着Nd元素含量的增加,晶粒细化效果更为明显;通过XRD分析可知,添加Nd元素后,合金中并没有出现新的含Nd的物相;扫描电镜和EDS分析表明,合金中加入的Nd置换了部分Y,形成了Mg3(NdY)2Zn3、Mg3-(NdY)Zn6的相结构,Nd元素对Y的置换主要出现在Mg3(NdY)2Zn3结构中,在Mg3(NdY)Zn6相结构中出现较少;力学性能测试结果表明,随着Nd含量增多,合金晶粒细化,细晶强化作用明显,合金屈服强度逐渐增大,而抗拉强度和伸长率在Nd含量为3%(质量分数)时达到最大,比未添加Nd元素时提高约25%以上。     

多元低熔点共晶合金Sn16Bi52Pb32和In21Sn12Bi49Pb18凝固组织和相组成研究

随着环境保护的需要,具有较低Pb含量或不含Pb元素的多元低熔点合金越来越受到工业界的重视和青睐,但是该类合金的组织结构形态、相组成和基本的物理化学数据比较缺乏,不利于其工业化应用。鉴于此,文章对两种具有较低Pb含量的Sn_(16)Bi_(52)Pb_(32)(质量分数)合金和In_(21)Sn_(12)Bi_(49)Pb_(18)(质量分数)合金进行了凝固组织、相组成以及物化性能方面的研究。扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)等分析测试结果表明:Sn_(16)-Bi_(52)Pb_(32)合金由Bi-(Pb)固溶体相、Sn-(Bi,Pb)固溶体相以及Pb_7Bi_3化合物相组成,具有准规则共晶凝固组织结构。而In21Sn12Bi49Pb18合金由InBi化合物相、PbBi化合物相以及Sn-(Bi,In)固溶体相组成,具有复杂规则的共晶组织形貌。