稀土Ce添加对Fe83Ga17合金微结构和磁致伸缩性能的影响

为了改善Fe-Ga合金的磁致伸缩性能,采用真空非自耗电弧炉制备了Fe₈₃Ga₁₇Ce_x（x=0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）合金,用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜及能谱仪（SEM/EDS）分析了合金的微结构,用电阻应变法测量了合金的磁致伸缩性能.结果表明:Fe₈₃Ga₁₇合金由单一的bcc结构A2相组成.而添加稀土Ce后,除x=0.2合金外,Fe₈₃Ga₁₇Ce_x合金主要由bcc结构的A2相和CeFe₂第二相组成.此外,Fe₈₃Ga₁₇合金的微观组织是晶粒粗大的等轴晶,而Fe₈₃Ga₁₇Ce_0.8合金的微观组织是晶粒细小的柱状晶.与Fe₈₃Ga₁₇对照合金相比,除x=0.2合金的磁致伸缩系数略小于对照合金外,其他添加稀土Ce后的合金样品磁致伸缩系数均明显增加.添加稀土Ce后,Fe₈₃Ga₁₇Ce_x合金的磁致伸缩系数随稀土Ce含量的增加呈现出先增加后减小的变化趋势,x=0.8合金的磁致伸缩系数最大,在557 kA/m外加磁场下,磁致伸缩系数达到356×10^-6.     

Fe72.5Ga27.5合金的相结构和磁致伸缩性能

系统地研究了Fe72.5Ga27.5合金不同冷却方式和制备工艺条件下的相结构和磁致伸缩性能.结果表明该合金铸态、定向凝固态、快速凝固态和1000℃淬火时均保持D03结构.炉冷退火状态合金为D03和L12两相结构.炉冷时合金的饱和磁化强度达到140 A·m2/kg,淬火、定向凝固和快速凝固后,饱和磁化强度略低.快速凝固法制得的带材饱和磁场约为160 kA/m,远小于其它状态试样的饱和场强.退火态试样的室温饱和磁致应变为-59×10-6,铸态和定向凝固态均为53×10-6.淬火态合金的室温饱和磁致应变达到114×10-6.不同制备条件下合金的室温饱和磁致应变与其不同相结构密切相关.     

Fe83Ga17Dyx合金组织结构及磁致伸缩性能

研究了Fe83Ga17Dyx(x=0,0.2,0.4,0.6)系列合金的晶体结构、显微组织、磁致伸缩性能。结果表明,稀土Dy添加到Fe83Ga17合金中对合金的晶体结构影响很小,对显微组织影响显著。Fe83Ga17合金中添加稀土Dy后,性能最好的Fe83Ga17Dy0.2合金在5000 Oe外加磁场下,磁致伸缩系数达到300×10-6。     

定向凝固TbDyFe合金的取向,组织和磁致伸缩性能

采用ＪＳＬ－５００区域熔化真空定向凝固装置,对ＴｂＤｙＦｅ超磁致伸缩合金定向凝固轴向择优取向、组织和磁致伸缩性能的研究表明：温度梯度ＧＬ≈７００Ｋ／ｃｍ基本不变的条件下,当昌体生长速度Ｖ≤１ｍｍ／ｍｉｎ时,晶体以平面晶方式生长;１〈Ｖ≤６ｍｍ／ｍｉｎ时,以胞状昌方式生长;Ｖ＝８－１２ｍｍ／ｍｉｎ时,晶体按胞枝晶方式生长（胞状晶树枝晶转变的初始阶段）;当Ｖ〉１５ｍｍ／ｍｉｎ时,晶体按发达的树枝晶方式     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的结构、磁致伸缩性能和自旋重取向研究

本文系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响.结果发现,x＜0.4时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95完全保持MgCl2立方Laves相结构,晶格常数a随Al含量x的增加而增大.磁致伸缩测量发现,随着替代量x的增多磁致伸缩减小,x＞0.15时超磁致伸缩效应消失;x＜0.15时磁致伸缩在低场下(H≤40kA/m)有小幅增加,高场下迅速减小,而且易趋于饱和,说明添加少量Al有助于减小磁晶各向异性.内禀磁致伸缩λ111随[111]替代量x的增加大幅度降低.穆斯堡尔效应表明,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的易磁化方向随成份和温度在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,即自旋重取向.室温下,当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相;x＞0.15时,合金完全呈顺磁性.     

气体雾化制备Fe-Ga合金粉末的微结构及磁致伸缩性能

为改善Fe-Ga合金的高频特性,采用黏结工艺制备Fe-Ga磁致伸缩复合材料.探索采用气体雾化法制备Fe_(81)Ga_(19)合金粉末,利用EDS,SEM,XRD和DTA研究粉末颗粒的基本特性.结果表明,雾化粉末颗粒球形度好,成分与目标成分接近,大部分颗粒内部为多晶体,颗粒以A2相为主,且含有少量DO_3相;经800℃热处理后,颗粒中有大量L1_2相析出,保温8 h,炉冷样品含有大量单晶颗粒.利用Fe_(81)Ga_(19)合金粉末和黏结剂制备黏结复合材料,粒径<25μm的热处理粉末颗粒制备黏结样品的饱和磁致伸缩值最大,为6.4×10~(-5).     

快淬Fe83Ga17合金薄带的显微组织和磁致伸缩性能

采用熔体快淬方法制备4种厚度的Fee83Ga17合金薄带,研究了不同厚度薄带的组织结构和磁致伸缩性能.合金薄带的组织结构和磁致伸缩性能与快淬时的冷速密切相关,12 m/s制备的75 μm厚薄带的磁致伸缩系数λ值最高,达到了-2100×10-6;XRD和DSC分析确定了在厚度为45,55和75 μm薄带中出现了有序的D03结构相,75 μm厚薄带在669℃发生A2+D03→A2的相转变;对薄带组织形貌的观察发现,提高快淬的冷速有利于抑制富Ga相的析出.薄带样品大的磁致伸缩效应主要来源于析出的特殊D03结构相和薄带样品大的形状各向异性.     

铜模铸造块体Fe-Ga合金的磁致伸缩性能和结构特征(英文)

采用惰性气体保护下的感应熔炼铜模吹铸方法,制备具有非平衡快速凝固组织、晶粒沿温度梯度取向生长的Fe100-xGax(x=16～20)合金棒。XRD分析判定棒材主要为无序A2相结构且具有110轴向择优取向。随着Ga元素含量的增加,合金的饱和磁化强度明显降低,低场动态响应迅速增加。快速凝固获得的 Fe82Ga18合金棒的纵向饱和磁致伸缩在30kA/m磁场强度下为92×10-6。吹铸法制备的Fe100-xGax(x=16～20)合金棒材大的磁致伸缩性能源自快速凝固过程中所保留下来的高温无序A2相和合金内部所具有的大量沿100方向排列的短程有序富Ga原子团簇,这些富Ga团簇最终诱发畸变 DO3相的生成,正如(200)衍射峰发生劈裂所示。有序化转变生成的DO3相对该合金的磁致伸缩性能不利。     

Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx (x=0, 0.03, 0.06, 0.09) 合金的组织与磁致伸缩性能

采用高真空电弧炉制备了Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx(x=0,0.03,0.06,0.09)合金,研究了该系列合金的晶体结构、微观组织及磁致伸缩性能。结果表明:添加Nb元素后的Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx(x=0.03,0.06,0.09)合金基体相结构仍保持为MgCu2(C15型)立方Laves相,添加Nb后Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx合金基体相晶格常数几乎不变。Nb在基体相RFe2中和富Re相中都不溶,但在x=0.03时的RFe3相中微溶而形成Re(Nb,Fe)3相。初生相NbFe2(C14型)相的形成使凝固液体富稀土从而抑制了RFe3有害相形成。六方结构的NbFe2在与自身结构不同的RFe2(C15型)中不溶而单独成为一相存在于RFe2基体上。Nb的添加量x对磁致伸缩的影响很大,微量(x=0.03)Nb的添加有效抑制了RFe3有害相的生成而使得磁致伸缩性能提高最大,但当Nb含量继续增大时,由于顺磁相NbFe2和富Re相的析出影响了基体磁-弹性交互作用而使磁效伸缩性能下降。但相对于Tb0.3Dy0.7Fe1.95母合金都有少量提高。     

Fe_(83)Ga_(17)R_(0.6)(R=Ce,Tb,Dy)合金的微结构与磁致伸缩性能

为改善多晶Fe-Ga合金的磁致伸缩性能,在Fe-Ga合金中掺杂稀土Ce、Tb和Dy元素。研究了Fe_(83)Ga_(17)和Fe_(83)Ga_(17)R_(0.6)(R=Ce,Tb,Dy)合金的相结构和磁致伸缩性能。结果表明,Fe_(83)Ga_(17)合金由单一bcc结构Fe(Ga)固溶体相组成,而掺杂稀土后的Fe_(83)Ga_(17)R_(0.6)合金中除保持bcc结构的Fe(Ga)固溶体相外,还出现了R_2Fe_(17)第二相。掺杂稀土后的Fe_(83)Ga_(17)R_(0.6)合金磁致伸缩系数明显大于Fe_(83)Ga_(17)合金。掺杂不同种类的稀土元素对Fe-Ga合金磁致伸缩性能改善的程度不同。在外磁场为557 k A/m时,Fe_(83)Ga_(17)R_(0.6)合金的磁致伸缩系数(206×10~(-6))明显大于Fe_(83)Ga_(17)Tb_(0.6)(165×10~(-6))和FFe_(83)Ga_(17)Dy_(0.6)(161×10~(-6))合金的磁致伸缩系数。     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xPtx)1.95合金的结构与磁致伸缩特性研究

利用XRD、SEM和电阻应变片等方法研究了Tb0.3Dy0.7(Fe1-xPtx)1.95(x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08)合金的微结构和磁致伸缩特性.结果表明:当Pt含量x≤0.06时,合金为具有立方MgCu2型结构的Laves单相,Pt置换Fe导致合金相的晶格常数α线性增大;磁致伸缩系数λ随Pt含量的增加不断减小,随外磁场(H≤500mT)的增大而单调增大;当合金在950℃退火4 h,可获得较好的磁伸缩性能.在x=0.08时,合金中出现微量第二相Fe3Dy,证实Pt在Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金中的最大固溶度小于5at%.     

Fe82Ga18合金的磁致伸缩效应及显微组织研究

采用真空感应熔炼惰性气体吹铸方法,制备出了晶粒组织沿径向择优生长的φ3 mm Fe82Ga18合金棒材,沿轴向饱和磁致伸缩值达到92×10-6。系统研究了Fe82Ga18合金不同热处理方式下的相结构和磁致伸缩性能,通过对比退火前后合金的组织结构及性能发现,吹铸法制备的Fe82Ga18合金棒材,大的磁致伸缩性能缘自合金内部所具有的大量短程有序富Ga原子团簇,同时该合金沿〈110〉方向具有择优生长的趋势。     

第三组元添加对Fe-Ga合金相组成和磁致伸缩性能的影响

系统地研究了铸态和淬火态Fe81(Ga1-xMx)19(x=0,0.1,0.2,0.3;M=Si,Ge,Sn)合金的相组成和磁致伸缩特性.结果表明:Si,Ge元素分别添加到Fe81Ca91合金中保持了合金的A2相结构.添加少量的Si或Ge(x=0.1)不会降低合金的饱和磁致伸缩值,其中淬火态Fe81(Ga0.9Ge0.1)19样品的饱和磁致伸缩值比淬火态Fe81Ga19合金明显提高;此后,继续增加Si或Ge含量,饱和磁致伸缩值显著下降.铸态和淬火态Fe81(Ga1-xSnx)19(x=0.1,0.2,0.3)合金为A2和FeSn(Ga)双相结构.随着Sn含量增加,非磁性FeSn(Ga)相数量增加,合金的饱和磁致伸缩值呈降低趋势.其中,在铸态Fe81(Ga0.9Sn0.1)19合金中获得了最大的饱和磁致伸缩值(41×10-6),略高于铸态Fe81Ga19合金.     

Al-Zr-M(M=Fe,Ce和Nd)合金在NaCl溶液中的腐蚀行为研究

用电弧熔炼方法制备了Al-Zr-M (M=Fe,Ce和Nd)合金,合金的相结构用XRD进行了分析,通过动电位线性极化法测试了上述合金在3.5% NaCl溶液中的电化学性能,对浸泡后合金的表面形貌用金相显微镜进行了分析。结果表明：Al-Zr合金中加入稀土元素后,在NaCl溶液中的钝化过程更明显,钝化电位更负,合金更易钝化,因而改善了合金的耐腐蚀性能;相比较而言含Nd的合金耐腐蚀性能更好。而Al-Fe-Zr合金为活性极化,腐蚀电流较大,较易腐蚀。     

MAGNETOSTRICTIVE BEHAVIOUR OF R（Fe_（1－x）Al_x）_y ALLOYS（R＝Dy_（0．65）Tb_（0．25）Pr_（0．1））

ＭＡＧＮＥＴＯＳＴＲＩＣＴＩＶＥＢＥＨＡＶＩＯＵＲＯＦＲ（Ｆｅ_（１－ｘ）Ａｌ_ｘ）_ｙＡＬＬＯＹＳ（Ｒ＝Ｄｙ_（０．６５）Ｔｂ_（０．２５）Ｐｒ_（０．１））￥ＷＡＮＧＢｏｗｅｎ;ＷＵＣｈａｎｇｈｅｎｇ;ＺＨＵＡＮＧＹｕｚｈｉ;ＪＩＮＸｉｍｅｉ;ＬＩＪｉ...     

Fe72.5Ga27.5合金的定向凝固工艺与磁致伸缩性能研究

研究了晶体生长过程中的不同参数(温度梯度GL,晶体生长速度V)对Fe72.5Ga27.5合金晶体取向规律的影响。Fe72.5Ga27.5合金经过炉冷、空冷及淬火等热处理后,研究了热处理对<110>取向多晶合金磁致伸缩性能的影响,并通过微观组织分析进行必要的解释。结果表明:样品的性能与温度梯度和生长速度有着密切的关系。取向多晶样品热处理前后组织形貌没有明显变化,淬火后<110>轴向取向多晶FeGa样品的性能明显提高。     

Tb0.36Dy0.64（Fe0.85Co0.15）2-xBx合金的结构和磁致伸缩

研究了Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.1)2-xBx(x=0,0.05,0.15,0.30)合金的结构、显微组织和磁致伸缩.结果表明,Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2-xBx合金基体仍为MgCu2型立方结构Laves相,合金点阵常数α随B含量增加先减小后增大;当B含量达到x=0.15时,样品中开始有杂相析出.少量B(x=0.05)添加时,合金的饱和磁致伸缩有所提高;随B含量继续增加,合金中形成1∶3相以及富硼相,饱和磁致伸缩急剧下降.     

快淬Fe81Ga19合金薄带的相结构和磁致伸缩

采用熔体快淬法制备Fe81Ga19合金薄带,研究薄带试样的相结构和磁致伸缩性能.XRD和M-TG结果表明,快淬态Fe81Ga19合金基体为Fe(Ga)无序固溶体相,并有微量非对称结构的DO3相析出,且薄带厚度方向[100]择优取向.当测量磁场垂直带面时,薄带试样沿带长方向的饱和磁致伸缩达-1830×10-6.Fe81Ga19合金薄带的巨磁致伸缩与其大的形状各向异性、熔体快淬时合金内部形成的非对称结构的DO3相及薄带厚度方向[100]择优取向相关.